std:: atomic

Jede Instanziierung und vollständige Spezialisierung der std::atomic -Vorlage definiert einen atomaren Typ. Wenn ein Thread in ein atomares Objekt schreibt, während ein anderer Thread daraus liest, ist das Verhalten wohldefiniert (siehe Speichermodell für Details zu Datenrennen).

Zusätzlich können Zugriffe auf atomare Objekte Thread-synchronisation etablieren und nicht-atomare Speicherzugriffe gemäß den Vorgaben von std::memory_order anordnen.

std::atomic ist weder kopierbar noch verschiebbar.

Spezialisierungen

Primäre Vorlage

Die primäre std::atomic -Vorlage kann mit jedem TriviallyCopyable -Typ T instanziiert werden, der sowohl CopyConstructible als auch CopyAssignable erfüllt. Das Programm ist fehlerhaft, wenn einer der folgenden Werte false ist:

• std:: is_trivially_copyable < T > :: value
• std:: is_copy_constructible < T > :: value
• std:: is_move_constructible < T > :: value
• std:: is_copy_assignable < T > :: value
• std:: is_move_assignable < T > :: value
• std:: is_same < T, typename std:: remove_cv < T > :: type > :: value

struct Counters { int a; int b; }; // benutzerdefinierter trivial kopierbarer Typ
std::atomic<Counters> cnt;         // Spezialisierung für den benutzerdefinierten Typ

std :: atomic < bool > verwendet die primäre Template-Definition. Es ist garantiert eine Standard-Layout-Struktur und besitzt einen trivialen Destruktor .

Partielle Spezialisierungen

Die Standardbibliothek bietet partielle Spezialisierungen der std::atomic -Vorlage für die folgenden Typen mit zusätzlichen Eigenschaften, die die primäre Vorlage nicht besitzt:

Spezialisierungen für Ganzzahltypen

Wenn mit einem der folgenden ganzzahligen Typen instanziiert, stellt std::atomic zusätzliche atomare Operationen bereit, die für ganzzahlige Typen geeignet sind, wie z.B. fetch_add , fetch_sub , fetch_and , fetch_or , fetch_xor :

• Die Zeichentypen char , char8_t (seit C++20) , char16_t , char32_t und wchar_t ;
• Die standardmäßigen vorzeichenbehafteten Ganzzahltypen: signed char , short , int , long und long long ;
• Die standardmäßigen vorzeichenlosen Ganzzahltypen: unsigned char , unsigned short , unsigned int , unsigned long und unsigned long long ;
• Alle zusätzlichen integralen Typen, die durch die Typdefinitionen im Header <cstdint> benötigt werden.

Zusätzlich hat die resultierende std::atomic< Integral > Spezialisierung Standard-Layout , einen trivialen Standardkonstruktor, (bis C++20) und einen trivialen Destruktor. Die Arithmetik für vorzeichenbehaftete Ganzzahlen ist als Zweierkomplement definiert; es gibt keine undefinierten Ergebnisse.

Mitgliedertypen

1. ↑ difference_type ist nicht in der primären std::atomic -Vorlage oder in den partiellen Spezialisierungen für std::shared_ptr und std::weak_ptr definiert.

Memberfunktionen

Spezialisierte Memberfunktionen

Typaliase

Für bool und alle oben aufgeführten Ganzzahltypen werden Typaliasse bereitgestellt, wie folgt:

Hinweise

Es gibt nicht-Member-Funktions-Template-Äquivalente für alle Member-Funktionen von std::atomic . Diese nicht-Member-Funktionen können zusätzlich überladen werden für Typen, die keine Spezialisierungen von std::atomic sind, aber in der Lage sind, Atomarität zu garantieren. Der einzige solche Typ in der Standardbibliothek ist std:: shared_ptr < U > .

_Atomic ist ein Schlüsselwort und wird verwendet, um atomare Typen in C bereitzustellen.

Es wird empfohlen, dass Implementierungen sicherstellen, dass die Darstellung von _Atomic(T) in C dieselbe ist wie die von std::atomic<T> in C++ für jeden möglichen Typ T . Die verwendeten Mechanismen zur Sicherstellung von Atomarität und Speicherreihenfolge sollten kompatibel sein.

Bei GCC und Clang erfordert ein Teil der hier beschriebenen Funktionalität das Verlinken gegen -latomic .

Beispiel

#include <atomic>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
std::atomic_int acnt;
int cnt;
void f()
{
    for (auto n{10000}; n; --n)
    {
        ++acnt;
        ++cnt;
        // Note: for this example, relaxed memory order is sufficient,
        // e.g. acnt.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
    }
}
int main()
{
    {
        std::vector<std::jthread> pool;
        for (int n = 0; n < 10; ++n)
            pool.emplace_back(f);
    }
    std::cout << "The atomic counter is " << acnt << '\n'
              << "The non-atomic counter is " << cnt << '\n';
}

The atomic counter is 100000
The non-atomic counter is 69696

Fehlerberichte

Die folgenden verhaltensändernden Fehlerberichte wurden rückwirkend auf zuvor veröffentlichte C++-Standards angewendet.

Siehe auch