std::atomic_flag

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原子操作的自由函数
原子标志的自由函数
 
 
在标头 <atomic> 定义
class atomic_flag;
(C++11 起)

std::atomic_flag 是一种原子布尔类型。与所有 std::atomic 的特化不同,它保证是免锁的。与 std::atomic<bool> 不同,std::atomic_flag 不提供加载或存储操作。

[编辑] 成员函数

构造 atomic_flag
(公开成员函数)
赋值运算符
(公开成员函数)
原子地设置标志为 false
(公开成员函数) [编辑]
原子地设置标志为 true 并获得其先前值
(公开成员函数) [编辑]
(C++20)
原子地返回标志的值
(公开成员函数) [编辑]
(C++20)
阻塞线程直到被提醒且原子值更改
(公开成员函数) [编辑]
提醒至少一个在原子对象上的等待中阻塞的线程
(公开成员函数) [编辑]
提醒所有在原子对象上的等待中阻塞的线程
(公开成员函数) [编辑]

[编辑] 示例

可于用户空间用 atomic_flag 实现自旋锁互斥体。注意在实践中使用自旋锁通常是错误

#include <atomic>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>
#include <vector>
 
class mutex
{
    std::atomic_flag m_{};
 
  public:
    void lock() noexcept
    {
        while (m_.test_and_set(std::memory_order_acquire))
#if defined(__cpp_lib_atomic_wait) && __cpp_lib_atomic_wait >= 201907L
            // C++ 20 起可以仅在 unlock 中通知后才获得锁,从而避免任何无效自旋
            // 注意,即使 wait 保证一定在值被更改后才返回,但锁定是在下一次执行条件时完成的
            m_.wait(true, std::memory_order_relaxed)
#endif
                ;
    }
    bool try_lock() noexcept
    {
        return !m_.test_and_set(std::memory_order_acquire);
    }
    void unlock() noexcept
    {
        m_.clear(std::memory_order_release);
#if defined(__cpp_lib_atomic_wait) && __cpp_lib_atomic_wait >= 201907L
        m_.notify_one();
#endif
    }
};
 
static mutex m;
 
static int out{};
 
void f(std::size_t n)
{
    for (std::size_t cnt{}; cnt < 40; ++cnt)
    {
        std::lock_guard lock{m};
        std::cout << n << ((++out % 40) == 0 ? '\n' : ' ');
    }
}
 
int main()
{
    std::vector<std::thread> v;
    for (std::size_t n{}; n < 10; ++n)
        v.emplace_back(f, n);
    for (auto &t : v)
        t.join();
}

可能的输出:

0 1 1 2 0 1 3 2 3 2 0 1 2 3 2 3 0 1 3 2 0 1 2 3 2 3 0 3 2 3 2 3 2 3 1 2 3 0 1 3
2 3 2 0 1 2 3 0 1 2 3 2 0 1 2 3 0 1 2 3 2 3 2 3 2 0 1 2 3 2 3 0 1 3 2 3 0 2 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 3 2 0 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 0 3
2 3 0 3 0 3 2 3 0 3 2 3 2 3 0 2 3 0 3 2 0 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7
8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

[编辑] 参阅

原子地设置标志为 true 并返回其先前值
(函数) [编辑]
原子地设置标志值为 false
(函数) [编辑]
阻塞线程,直至被提醒且标志更改
(函数) [编辑]
提醒一个在 atomic_flag_wait 中阻塞的线程
(函数) [编辑]
提醒所有在 atomic_flag_wait 中阻塞的线程
(函数) [编辑]
初始化 std::atomic_flagfalse
(宏常量) [编辑]
atomic_flag 的 C 文档