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std::atomic_exchange、std::atomic_exchange_explicit

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(C++20)
 
在头文件中定义 <atomic>
template< class T >

T atomic_exchange( std::atomic<T>* obj,

                   typename std::atomic<T>::value_type desired ) noexcept;
 (1) (自 C++11 起)
template< class T >

T atomic_exchange( volatile std::atomic<T>* obj,

                   typename std::atomic<T>::value_type desired ) noexcept;
 (2) (自 C++11 起)
template< class T >

T atomic_exchange_explicit( std::atomic<T>* obj,
                            typename std::atomic<T>::value_type desired,

                            std::memory_order order ) noexcept;
 (3) (自 C++11 起)
template< class T >

T atomic_exchange_explicit( volatile std::atomic<T>* obj,
                            typename std::atomic<T>::value_type desired,

                            std::memory_order order ) noexcept;
 (4) (自 C++11 起)
1,2) 原子地用 desired 的值替换 obj 指向的原子对象的值，并返回 obj 以前持有的值，就像通过 obj->exchange(desired) 一样。
3,4) 原子地用 desired 的值替换 obj 指向的原子对象的值，并返回 obj 以前持有的值，就像通过 obj->exchange(desired, order) 一样。

内容

[编辑] 参数

obj - 指向要修改的原子对象的指针
desired - 要存储在原子对象中的值
order - 内存同步排序

[编辑] 返回值

obj 指向的原子对象以前持有的值。

[编辑] 示例

自旋锁互斥量可以使用原子交换操作在用户空间实现，类似于 std::atomic_flag_test_and_set

运行此代码
#include <atomic>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
 
std::atomic<bool> lock(false); // holds true when locked
                               // holds false when unlocked
 
int new_line{1}; // the access is synchronized via atomic lock variable
 
void f(int n)
{
    for (int cnt = 0; cnt < 100; ++cnt)
    {
        while (std::atomic_exchange_explicit(&lock, true, std::memory_order_acquire))
            ; // spin until acquired
        std::cout << n << (new_line++ % 80 ? "" : "\n");
        std::atomic_store_explicit(&lock, false, std::memory_order_release);
    }
}
 
int main()
{
    std::vector<std::thread> v;
    for (int n = 0; n < 8; ++n)
        v.emplace_back(f, n);
    for (auto& t : v)
        t.join();
}

可能的输出

02222222222222222222222002222222222222222222222222222222222222222222222222222222
22222222200022222222202222211111111111110000011111111100000000000000110001111111
00011111000001111110000011111100000111000000001111111111111110000010000001001111
11011111111011111011000000000000111100000000000001111000011133333333333333333333
33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555
55555555555555555555555555555555555555556666666666666666666666666666666666666666
66666666666666666666666666666666666666666666666666666666666677777777777777777777
77777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777

[编辑] 缺陷报告

以下行为更改缺陷报告被追溯应用于先前发布的 C++ 标准。

DR 应用于 已发布的行为 正确行为
P0558R1 C++11 需要精确类型匹配，因为
T 是从多个参数推断的		 T 仅从 obj 推断
from obj

[编辑] 另请参阅

 原子地替换原子对象的值并获取以前持有的值
(std::atomic<T> 的公共成员函数) [编辑]
(C++11)(C++11)(C++11)(C++11)
 原子地将原子对象的值与非原子参数进行比较，如果相等则执行原子交换，否则执行原子加载
(函数模板) [编辑]
(C++20 中已弃用)(C++26 中已删除)
 专门用于 std::shared_ptr 的原子操作
(函数模板)
C 文档 用于 atomic_exchange, atomic_exchange_explicit
摘自 "https://cppreference.cn/mwiki/index.php?title=cpp/atomic/atomic_exchange&oldid=171254"