C++11标准引入了原子类型(atomic types),用于在多线程环境中实现线程安全的操作。以下是一些常见的C++原子操作类型:
std::atomic<T>
:这是最基本的原子类型,其中T
可以是整数类型(包括字符、整型、长整型等)或浮点类型。std::atomic<T>
提供了对T
类型的原子操作,如load()
、store()
、exchange()
、compare_exchange_weak()
和compare_exchange_strong()
等。
std::atomic_flag
:这是最简单的原子类型,只支持两种操作:test_and_set()
(设置标志位并返回原值)和clear()
(清除标志位)。std::atomic_flag
通常用于实现自旋锁(spinlock)等简单的同步原语。
std::atomic<T*>
:这是指向原子类型的指针,支持对指针的原子操作,如load()
、store()
、exchange()
、compare_exchange_weak()
和compare_exchange_strong()
等。这在多线程环境中实现线程安全的指针操作非常有用。
std::atomic<std::memory_order>
:这是原子内存顺序类型,用于指定原子操作的内存顺序约束。std::memory_order
有以下几种类型:
std::memory_order_relaxed
:不保证原子操作的顺序性,只保证原子性。std::memory_order_consume
:用于数据依赖的操作,保证被依赖的数据在操作之前已经准备好。std::memory_order_acquire
:保证原子操作在进入临界区之前完成,并防止其他线程在此期间修改数据。std::memory_order_release
:保证原子操作在退出临界区之后完成,并防止其他线程在此期间修改数据。std::memory_order_acq_rel
:结合std::memory_order_acquire
和std::memory_order_release
,保证原子操作在临界区内外都满足顺序性约束。std::memory_order_seq_cst
:提供最严格的内存顺序约束,保证所有线程看到的操作顺序都是一致的。这些原子操作类型在多线程编程中非常有用,可以帮助程序员避免数据竞争(data race)和其他并发问题,从而实现线程安全的代码。