std:: atomic

Каждая инстанциация и полная специализация шаблона std::atomic определяет атомарный тип. Если один поток записывает данные в атомарный объект, в то время как другой поток читает из него, поведение является корректно определённым (см. модель памяти для подробностей о гонках данных).

Кроме того, доступы к атомарным объектам могут устанавливать межпоточную синхронизацию и упорядочивать неатомарные обращения к памяти, как указано в std::memory_order .

std::atomic не копируется и не перемещается.

Специализации

Основной шаблон

Основной шаблон std::atomic может быть инстанцирован любым TriviallyCopyable типом T , удовлетворяющим требованиям как CopyConstructible , так и CopyAssignable . Программа является некорректной, если любое из следующих значений равно false :

• std:: is_trivially_copyable < T > :: value
• std:: is_copy_constructible < T > :: value
• std:: is_move_constructible < T > :: value
• std:: is_copy_assignable < T > :: value
• std:: is_move_assignable < T > :: value
• std:: is_same < T, typename std:: remove_cv < T > :: type > :: value

struct Counters { int a; int b; }; // пользовательский тривиально копируемый тип
std::atomic<Counters> cnt;         // специализация для пользовательского типа

std :: atomic < bool > использует основной шаблон. Гарантируется, что это структура стандартной компоновки и имеет тривиальный деструктор .

Частичные специализации

Стандартная библиотека предоставляет частичные специализации шаблона std::atomic для следующих типов с дополнительными свойствами, которых нет у основного шаблона:

Специализации для целочисленных типов

При создании экземпляра с одним из следующих целочисленных типов, std::atomic предоставляет дополнительные атомарные операции, подходящие для целочисленных типов, такие как fetch_add , fetch_sub , fetch_and , fetch_or , fetch_xor :

• Типы символов char , char8_t (начиная с C++20) , char16_t , char32_t и wchar_t ;
• Стандартные знаковые целочисленные типы: signed char , short , int , long и long long ;
• Стандартные беззнаковые целочисленные типы: unsigned char , unsigned short , unsigned int , unsigned long и unsigned long long ;
• Любые дополнительные целочисленные типы, требуемые определениями в заголовке <cstdint> .

Кроме того, получившаяся специализация std::atomic< Integral > имеет стандартную компоновку , тривиальный конструктор по умолчанию, (до C++20) и тривиальный деструктор. Арифметика знаковых целых чисел определена как использующая дополнительный код; неопределённых результатов не возникает.

Типы членов

1. ↑ difference_type не определён в основном шаблоне std::atomic или в частичных специализациях для std::shared_ptr и std::weak_ptr .

Функции-члены

Специализированные функции-члены

Псевдонимы типов

Для типа bool и всех перечисленных выше целочисленных типов предоставляются псевдонимы типов следующим образом:

Примечания

Для всех функций-членов шаблона std::atomic существуют эквиваленты в виде шаблонов нечленных функций. Эти нечленные функции могут быть дополнительно перегружены для типов, которые не являются специализациями std::atomic , но способны гарантировать атомарность. Единственным таким типом в стандартной библиотеке является std:: shared_ptr < U > .

_Atomic является ключевым словом и используется для предоставления атомарных типов в языке C.

Рекомендуется, чтобы реализации обеспечивали, чтобы представление _Atomic(T) в C совпадало с представлением std::atomic<T> в C++ для любого возможного типа T . Механизмы, используемые для обеспечения атомарности и порядка памяти, должны быть совместимы.

В GCC и Clang часть функциональности, описанной здесь, требует линковки с -latomic .

Пример

#include <atomic>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
std::atomic_int acnt;
int cnt;
void f()
{
    for (auto n{10000}; n; --n)
    {
        ++acnt;
        ++cnt;
        // Примечание: для этого примера достаточно ослабленного порядка памяти,
        // например: acnt.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
    }
}
int main()
{
    {
        std::vector<std::jthread> pool;
        for (int n = 0; n < 10; ++n)
            pool.emplace_back(f);
    }
    std::cout << "The atomic counter is " << acnt << '\n'
              << "The non-atomic counter is " << cnt << '\n';
}

The atomic counter is 100000
The non-atomic counter is 69696

Отчеты о дефектах

Следующие отчеты об изменениях поведения, влияющие на дефекты, были применены задним числом к ранее опубликованным стандартам C++.

Смотрите также