std::atomic_compare_exchange_weak, std::atomic_compare_exchange_strong, std::atomic_compare_exchange_weak_explicit, std::atomic_compare_exchange_strong_explicit

定义于头文件 `<atomic>`
template< class T > bool atomic_compare_exchange_weak ( std::atomic<T>* obj, typename std::atomic<T>::value_type* expected, typename std::atomic<T>::value_type desired ) noexcept;	(1)	(自 C++11 起)
template< class T > bool atomic_compare_exchange_weak ( volatile std::atomic<T>* obj, typename std::atomic<T>::value_type* expected, typename std::atomic<T>::value_type desired ) noexcept;	(2)	(自 C++11 起)
template< class T > bool atomic_compare_exchange_strong ( std::atomic<T>* obj, typename std::atomic<T>::value_type* expected, typename std::atomic<T>::value_type desired ) noexcept;	(3)	(自 C++11 起)
template< class T > bool atomic_compare_exchange_strong ( volatile std::atomic<T>* obj, typename std::atomic<T>::value_type* expected, typename std::atomic<T>::value_type desired ) noexcept;	(4)	(自 C++11 起)
template< class T > bool atomic_compare_exchange_weak_explicit ( std::atomic<T>* obj, typename std::atomic<T>::value_type* expected, typename std::atomic<T>::value_type desired, std::memory_order success, std::memory_order failure ) noexcept;	(5)	(自 C++11 起)
template< class T > bool atomic_compare_exchange_weak_explicit ( volatile std::atomic<T>* obj, typename std::atomic<T>::value_type* expected, typename std::atomic<T>::value_type desired, std::memory_order success, std::memory_order failure ) noexcept;	(6)	(自 C++11 起)
template< class T > bool atomic_compare_exchange_strong_explicit ( std::atomic<T>* obj, typename std::atomic<T>::value_type* expected, typename std::atomic<T>::value_type desired, std::memory_order success, std::memory_order failure ) noexcept;	(7)	(自 C++11 起)
template< class T > bool atomic_compare_exchange_strong_explicit ( volatile std::atomic<T>* obj, typename std::atomic<T>::value_type* expected, typename std::atomic<T>::value_type desired, std::memory_order success, std::memory_order failure ) noexcept;	(8)	(自 C++11 起)

原子地比较对象表示（直至 C++20）值表示（自 C++20 起）由 obj 指向的对象与由 expected 指向的对象，若它们按位相等，则将前者替换为 desired（执行读-改-写操作）。否则，将由 obj 指向的实际值加载到 *expected 中（执行加载操作）。

重载	内存模型，用于
重载	读-改-写操作	加载操作
(1-4)	std::memory_order_seq_cst	std::memory_order_seq_cst
(5-8)	成功	失败

这些函数是根据成员函数 std::atomic 定义的

1,2) obj->compare_exchange_weak(*expected, desired)

3,4) obj->compare_exchange_strong(*expected, desired)

5,6) obj->compare_exchange_weak(*expected, desired, success, failure)

7,8) obj->compare_exchange_strong(*expected, desired, success, failure)

若 failure 强于 success 或（直至 C++17）是 std::memory_order_release 和 std::memory_order_acq_rel 之一，则行为未定义。

obj	-	指向要测试和修改的原子对象的指针
expected	-	指向预期在原子对象中找到的值的指针
desired	-	若原子对象与预期值一致，则要存储在原子对象中的值
成功	-	若比较成功，则为读-改-写操作的内存同步顺序
失败	-	若比较失败，则为加载操作的内存同步顺序

[编辑] 返回值

比较的结果：若 *obj 等于 *expected，则为 true，否则为 false。

[编辑] 注意

std::atomic_compare_exchange_weak 和 std::atomic_compare_exchange_weak_explicit（弱版本）允许虚假失败，即即使 *obj != *expected 相等，也表现得如同它们不相等。当比较并交换在循环中时，它们在某些平台上会产生更好的性能。

当弱比较并交换需要循环而强比较并交换不需要循环时，强比较并交换更佳，除非 T 的对象表示可能包含填充位、（直至 C++20）陷阱位，或为相同的值提供多个对象表示（例如浮点 NaN）。在这些情况下，弱比较并交换通常有效，因为它会快速收敛到某个稳定的对象表示。

对于某些成员的值表示中包含某些位但不包含其他位的联合体，比较并交换可能总是失败，因为当这些填充位不参与活动成员的值表示时，它们具有不确定的值。

从不参与对象的值表示的填充位会被忽略。

（自 C++20 起）

[编辑] 示例

比较并交换操作通常用作无锁数据结构的基本构建块。

运行此代码

#include <atomic>
 
template<class T>
struct node
{
    T data;
    node* next;
    node(const T& data) : data(data), next(nullptr) {}
};
 
template<class T>
class stack
{
    std::atomic<node<T>*> head;
public:
    void push(const T& data)
    {
        node<T>* new_node = new node<T>(data);
 
        // put the current value of head into new_node->next
        new_node->next = head.load(std::memory_order_relaxed);
 
        // now make new_node the new head, but if the head
        // is no longer what's stored in new_node->next
        // (some other thread must have inserted a node just now)
        // then put that new head into new_node->next and try again
        while (!std::atomic_compare_exchange_weak_explicit(
                   &head, &new_node->next, new_node,
                   std::memory_order_release, std::memory_order_relaxed))
            ; // the body of the loop is empty
// note: the above loop is not thread-safe in at least
// GCC prior to 4.8.3 (bug 60272), clang prior to 2014-05-05 (bug 18899)
// MSVC prior to 2014-03-17 (bug 819819). See member function version for workaround
    }
};
 
int main()
{
    stack<int> s;
    s.push(1);
    s.push(2);
    s.push(3);
}

[编辑] 缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告被追溯应用于先前发布的 C++ 标准。

DR	应用于	发布时的行为	正确行为
P0558R1	C++11	需要精确的类型匹配，因为 `T` 是从多个参数推导出的	`T` 仅从 obj 推导

[编辑] 参见

compare_exchange_weakcompare_exchange_strong	原子地比较原子对象的值与非原子参数，若相等则执行原子交换，否则执行原子加载（`std::atomic<T>` 的公有成员函数） [编辑]
atomic_exchangeatomic_exchange_explicit (C++11)(C++11)	原子地将原子对象的值替换为非原子参数，并返回原子对象的旧值（函数模板） [编辑]

std::atomic_compare_exchange_weak(std::shared_ptr) std::atomic_compare_exchange_strong(std::shared_ptr) （已在 C++20 中弃用）（已在 C++26 中移除）	针对 std::shared_ptr 特化原子操作（函数模板）
C 文档，用于 atomic_compare_exchange，atomic_compare_exchange_explicit

编译器支持
独立式和托管式
语言
标准库
标准库头文件
命名要求
功能测试宏 (C++20)
语言支持库
概念库 (C++20)
元编程库 (C++11)
诊断库
通用实用程序库
字符串库
容器库
迭代器库
范围库 (C++20)
算法库
数值库
本地化库
输入/输出库
文件系统库 (C++17)
正则表达式库 (C++11)
并发支持库 (C++11)
执行支持库 (C++26)
技术规范
符号索引
外部库

cppreference.com

命名空间

变体

视图

操作