c++11atomic原子锁

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atomic

原子操作：不会被线程调度机制打断的操作，原子操作基于处理器支持

原子操作的实现

原子锁：使用原子操作实现的锁

原子操作可以大幅减少互斥锁的时间开销，但也会带来调试困难。

atomic_flag

std::atomic_flag 是原子布尔类型。不同于所有 std::atomic 的特化，它保证是免锁的

atomic_flag支持test_and_set(),可以用于实现自旋锁

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#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <vector>
#include <map>
#include <set>
#include <atomic>
#include <thread>

using namespace std;

//静态化初始化，c++11起，c++20弃用，定义即初始化
atomic_flag lock=ATOMIC_FLAG_INIT;
int all =2000000000;

//消费者进程
void consumer()
{
    //测试锁状态，为false置true，退出循环(自旋)
    while(lock.test_and_set());
    while(all>0) all--;
    //解锁，lock置false
    lock.clear();
}

int main()
{
    vector<thread> ths;
    for(int i=0;i<10;i++)
    {
        ths.push_back(thread(consumer));
    }
    for(int i=0;i<10;i++)
    {
        ths[i].join();
    }

    cout<<all<<endl;
    return 0;
}

linux下编译增加动态库参数-lpthread

atomic

std::atomic 对部分数据类型进行原子封装，常用int，char，long。c++20之后将支持对非原子类型的封装

std::atomic 既不可复制亦不可移动

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#include <iostream>
#include <atomic>
#include <vector>
#include <thread>
#include <sstream>

std::atomic<bool> ready(false);
std::atomic_flag winner = ATOMIC_FLAG_INIT;

void count1m(int i)
{
  while (!ready);
  for (int i=0; i<1000000; i++);
  if (!winner.test_and_set())
    std::cout << "winner: " << i << std::endl;
}

int main()
{
  std::vector<std::thread> ths;
  for (int i=0; i<100; i++)
    ths.push_back(std::thread(count1m, i));
  ready = true;
  for (int i=0; i<100; i++)
    ths[i].join();
  return 0;
}

上例最终只有一个线程竞争到ready，线程安全

atomic<int> 可以执行++，--操作

参考资料