std::atomic bool

时间: 2023-09-02 21:11:28 浏览: 155

利用C++11原子量如何实现自旋锁详解

当自旋锁尝试获取锁时以忙等待（busy waiting）的形式不断地循环检查锁是否可用，下面这篇文章主要给大家介绍了关于利用C++11原子量如何实现自旋锁的相关资料，文中通过示例代码介绍的非常详细，需要的朋友可以参考下 C++11原子量在实现自旋锁中的应用自旋锁是一种低级同步机制，它允许多个线程在尝试访问共享资源时保持活跃，而不是立即进入睡眠状态。自旋锁的核心思想是，当一个线程试图获取锁时，它会不断地检查锁的状态，直到锁变为可用。在C++11及更高版本中，可以利用原子操作来实现自旋锁，这些操作保证了在多线程环境中的原子性，从而避免了数据竞争。 C++11引入了`std::atomic`库，提供了一组原子类型和操作，用于处理并发编程中的数据共享。这些操作包括原子读/写，原子比较和交换（CAS，Compare and Swap）等。CAS操作是实现自旋锁的关键，因为它可以确保在读取和更新共享变量时不会发生中断。以下是一个简单的基于CAS的自旋锁实现： ```cpp #include <atomic> class SpinLock { private: std::atomic<bool> flag; public: SpinLock() : flag(false) {} void lock() { while (!CAS(&flag, false, true)) {} } void unlock() { flag.store(false, std::memory_order_release); } }; ``` 在上述代码中，`SpinLock`类维护了一个`std::atomic<bool>`类型的成员`flag`，表示锁的状态。`lock()`函数使用了CAS操作来尝试获取锁。如果`flag`当前为`false`（表示锁未被占用），CAS会尝试将其设置为`true`。如果设置成功，说明锁已被获取；如果设置失败，说明有其他线程持有锁，当前线程将继续自旋，重复尝试直到成功。 `unlock()`函数使用`std::atomic<bool>::store`方法将`flag`设置为`false`，并使用`std::memory_order_release`内存顺序标记，确保解锁操作的可见性。这是为了遵循释放-获取一致性（release-acquire consistency），保证解锁动作对其他线程可见。自旋锁适用于锁的持有时间短且线程切换开销大的情况。然而，如果锁被长时间持有，自旋锁会导致等待线程持续消耗CPU资源，这在多核系统中尤为明显，因为线程可能不会被切换出去，而是继续在同一个CPU核心上自旋。因此，合理选择同步机制以及正确使用自旋锁至关重要，避免在不适合的场景中使用自旋锁，以防止性能下降。 C++11原子量提供了一种高效且安全的方式来实现自旋锁，确保在多线程环境下对共享资源的访问是线程安全的。然而，使用自旋锁时需谨慎，确保理解其工作原理和适用场景，以充分发挥其优势并避免潜在问题。

std::atomic<bool>是C++标准库中最基本的原子布尔类型。它提供了原子操作来保证对bool变量的并发访问的一致性和线程安全性。与std::atomic_flag相比，std::atomic<bool>具有更强大的功能。它可以使用非原子的bool类型进行构造和赋值，因此可以被初始化为true或false，并且可以从非原子的bool变量赋值给std::atomic<bool>的实例。例如，可以使用以下代码创建并修改std::atomic<bool>变量b： std::atomic<bool> b(true); b = false; 需要注意的是，std::atomic<bool>不是无锁的，为了保证操作的原子性，它的实现中使用了内置的互斥量。但是，在特殊情况下，可以使用is_lock_free()成员函数来检查std::atomic<bool>上的操作是否无锁。这是除了std::atomic_flag之外，所有原子类型都具有的特征。123 #### 引用[.reference_title] - *1* [C++中的sta::atomic＜bool＞和auto类型](https://blog.csdn.net/weixin_43838785/article/details/123451780)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] - *2* *3* [5.2.3 std::atomic的相关操作](https://blog.csdn.net/baidu_20351223/article/details/116019312)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 50%"] [ .reference_list ]

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