c++中std::atomic是什么_c++原子操作与并发安全讲解 c++std::cout

lt；pgt；std：：atomic是C中用于实现多线程环境下原子操作的核心工具，保证对共享变量的读、写和复合操作不可分割，避免数据竞争。原子操作指操作在执行中不会被中断，或者完全执行，或者不执行，无中间状态。例如，多个线程同时对普通变量进行操作可能导致结果错误，附加包含“读-改-写”三步，而使用std：：atomiclt；intgt；可保证该操作原子性，正确结果。常见操作包括std：：atomiclt；intgt；counter{0}、std：：atomiclt；boolgt；ready{false}等，支持整型、指针等类型。主要操作有load()（原子读）、store(val)（原子写）、exchange(val)（替换并返回旧值）、compare_exchange_weak/strong（比较并交换，CAS，用于无锁编程）、fetch_add()/fetch_sub()（原子加减并返回原值），且对整型和指针支持 、-- 错误重载。示例代码中两个线程各对原子变量自增 1000 次，结果最终为 2000，证明正确性。内存排序（Memory Order）控制原子操作的同步行为与性能，默认为 std：：memory_order_seq_cst（顺序一致性，最安全但性能较低）。其他选项包括 memory_order_relaxed（仅保证lt；/pgt；

std：：atomic 是 C 中用于实现原子操作的核心工具，它能够保证对共享数据的操作在多线程环境下出现不会数据竞争，从而保证安全。简单来说，使用 std：：atomic 的变量，、写或复合操作（如自增）是“不可分割”的——其他线程无法观察到中间状态。什么是原子操作？

原子操作是指一个操作在执行过程中不会被线程调度机制打断。相反，该操作或者完全执行，或者完全不执行，不存在部分完成的状态。在多线程编程中，多个线程同时访问数据时，如果没有同步机制，必然会导致定义未定义的行为。例如，两个线程同时对一个普通的整整数据执行由于 i ， i 实际上包含“读-改-写”三个步骤，可能两个线程都读取了旧值，各自加1然后写回去，只加了一次，造成数据丢失。而如果这个变量是std：：atomiclt；intgt；类型，则操作会以atomic方式完成，结果正确。

std：：atomic 的基本用法

你可以将 std：：atomic 用于整型、指针等支持原子操作的类型：std：：atomiclt；intgt； counter{0}； std：：atomiclt；boolgt；ready{false}； std：：atomiclt；int*gt； ptr{nullptr}；

常用操作包括：load()：原子地读取值 store(val)：原子地读取值Exchange(val)：原子地替换值并返回旧值compare_exchange_weak/strong(expected，desired)：比较并交换（CAS），是实现无锁编程的基础 fetch_add()， fetch_sub()：原子加减并返回原值对整型和指针类型，还支持、--等操作重载

示例代码：

立即学习“C免费学习笔记（深入）”；#include lt；atomicgt；#include lt；threadgt；#include lt；iostreamgt；std：：atomiclt；intgt； count{0}；voidincrement() { for (int i = 0； i lt； 1000； i) { count.fetch_add(1)； }}int main() { std：：线程 t1(增量)； std：：线程 t2(增量)； t1.join()； t2.join()； std：：cout lt；lt； quot；最终计数： quot； lt；lt； count.load() lt；lt； quot；\nquot；； // 输出 2000}登录后复制内存序（Memory Order）控制性能与可见性

std：：atomic 操作允许指定内存序，用于控制操作的内存同步行为。使用默认 std：：memory_order_seq_cst（顺序一致性），但最安全可能影响性能。

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常见内存序选项：memory_order_relaxed：仅保证原子性，不保证顺序。适合粉末等补充同步场景memory_order_acquire：用于读操作，保证后续读写之前不会被重排到该操作memory_order_release：用于写操作之前，保证读写器不会被重排到该操作之后。 memory_order_acq_rel：结合获取和释放。 count.load(std：：memory_order_acquire)；登录后复制

这种布局常用于实现自定义同步，如自旋锁或无锁队列。原子操作的限制事项与注意

std：：atomic并非万能，使用时需注意：不是所有类型类型互换特化为atomic。例如std：：atomiclt；std：：stringgt；不因为，字符串操作无法原子化高效修改操作（如先检查再）仍需梯度，应使用compare_exchange循环实现过度使用memory_order_seq_cst可能降低性能，应根据需求选择合适的内存序号原子标记不能复制构造或赋值，只能通过load/store或原子操作修改

基本上就这些。std：：atomic提供了且灵活的操作系统控制手段，尤其适用于轻量级同步场景。掌握它，是写出高性能、线程安全C代码很重要。

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