std::atomic_ref

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C++
 
原子操作库
类
(C++11)
atomic_ref
(C++20)
函数
(C++11)(C++11)
(C++11)(C++11)
(C++11)(C++11)
(C++11)(C++11)(C++11)(C++11)
(C++11)(C++11)
(C++11)(C++11)
(C++11)(C++11)
(C++11)(C++11)
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原子标志
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内存顺序
(C++11)
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(C++11)
(C++11)
 
std::atomic_ref
 
定义于头文件 <atomic>
template< class T >
struct atomic_ref;
 (1) (C++20 起)
template< class T >
struct atomic_ref<T*>;
 (2) (C++20 起)

std::atomic_ref 类模板应用原子操作到其所引用的对象。在 atomic_ref 对象的生存期中，认为其所引用的对象是原子对象。若一个线程写入原子对象，同时另一线程从它读取，则行为良好定义（数据竞争上的细节见内存模型）。另外，对原子对象的访问可以建立线程间同步，和按 std::memory_order 所指定排序非原子内存访问。

对象的生存期必须超出所有引用该对象的 atomic_ref 的生存期。任何 atomic_ref 实例引用存在的对象时，必须只通过这些 atomic_ref 实例排他地访问该对象。 atomic_ref 对象所引用对象的任何子对象均不可同时为任何其他 atomic_ref 对象所引用。

通过 atomic_ref 应用到对象的原子操作，相对于通过任何其他引用同一对象的 atomic_ref 应用的操作是原子的。

std::atomic_ref 为可复制构造 (CopyConstructible) 。

类似语言引用，常性对 atomic_ref 为浅——可通过 const atomic_ref 对象修改被引用的值。

特化

初等模板

初等 std::atomic_ref 模板可以用任何可平凡复制 (TriviallyCopyable) 类型 T （包括 bool ）实例化： 

struct Counters { int a; int b; } counter; // 用户定义的可平凡复制类型
std::atomic_ref<Counters> cnt(counter);    // 对用户定义类型的特化

指针类型的部分特化

标准库提供 std::atomic_ref 模板对所有指针类型的部分特化。在对所有原子类型提供的操作外，这些特化额外支持适合指针类型的原子操作，如 fetch_add 、 fetch_sub 。

整数类型的特化

以下列整数类型之一实例化时， std::atomic_ref 提供适合整数类型的原子操作，如 fetch_add 、 fetch_sub 、 fetch_and 、 fetch_or 、 fetch_xor ：

  • 字符类型 char 、 char8_t (C++20 起)、 char16_t 、 char32_t 及 wchar_t ；
  • 标准有符号整数类型： signed char 、 short 、 int 、 long 及 long long ；
  • 标准无符号整数类型： unsigned char 、 unsigned short 、 unsigned int 、 unsigned long 及 unsigned long long ；
  • 任何头文件 <cstdint> 中的 typedef 所需的额外整数类型。

定义有符号整数算术为使用补码；无未定义结果。

浮点类型的特化

以浮点类型 float 、 double 和 long double 之一实例化时， std::atomic_ref 提供适合浮点类型的额外原子操作，如 fetch_add 和 fetch_sub 。

没有操作导致未定义行为，即使结果不可以浮点类型表示。有影响的浮点环境可能异于调用方线程的浮点环境。

成员类型

 
成员类型 定义
value_type 见下方
difference_type value_type (仅对于 atomic_ref<Integral> 及 atomic_ref<Floating> 特化)
std::ptrdiff_t (仅对于 atomic_ref<T*> 特化)

对于每个 std::atomic_ref<X> （无论是否特化）， std::atomic_ref<X>::value_type 均为 X 。

初等 atomic_ref 模板中不定义 difference_type 。

成员函数

 构造 atomic_ref 对象
(公开成员函数)
存储值到 atomic_ref 对象所引用的对象中
(公开成员函数)
检查该 atomic_ref 对象是否免锁
(公开成员函数)
原子地以非原子参数替换被引用对象的值
(公开成员函数)
原子地获得被引用对象的值
(公开成员函数)
从被引用对象加载值
(公开成员函数)
原子地替换被引用对象的值并获得先前保有的值
(公开成员函数)
原子地与非原子参数比较被引用值，而若相等则进行原子交换，否则进行原子加载
(公开成员函数)
(C++20)
 阻塞线程直至被提醒且原子值更改
(公开成员函数)
(C++20)
 提醒一个在 atomic_wait 中阻塞的线程
(公开成员函数)
(C++20)
 提醒所有在 atomic_wait 中阻塞的线程
(公开成员函数)

常量

[静态]
 指示该类型为始终免锁
(公开静态成员常量)
[静态]
 指示被 atomic_ref 引用所要求的对齐
(公开静态成员常量)

特化的成员函数

 原子地将参数加到存储于被引用对象的值，并获得先前保有的值
(公开成员函数)
原子地从存储于被引用对象的值减去参数，并获得先前保有的值
(公开成员函数)
原子地在参数和被引用对象的值间进行逐位与，并获得先前保有的值
(公开成员函数)
原子地在参数和被引用对象的值间进行逐位或，并获得先前保有的值
(公开成员函数)
原子地在参数和被引用对象的值间进行逐位异或，并获得先前保有的值
(公开成员函数)
原子地将被引用对象增加或减少一
(公开成员函数)
原子地和被引用值加、减或者进行逐位与、或、异或
(公开成员函数)

参阅

(C++11)
 atomic 类模板及其针对布尔、整型和指针类型的特化
(类模板)
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