std::atomic_exchange, std::atomic_exchange_explicit

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在标头 <atomic> 定义
template< class T >

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

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

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

                   typename std::atomic<T>::value_type desired ) noexcept;
 (3) (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) (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) (C++11 起)
1,2) 如同用 obj->exchange(desired) 以 desired 的值原子地替换 obj 指向的值，并返回 obj 先前保有的值。
3,4) 如同用 obj->exchange(desired, order) 以 desired 的值原子地替换 obj 指向的值，并返回 obj 先前保有的值。

参数

obj - 指向要修改的原子对象的指针
desired - 要存储于原子对象的值
order - 内存同步顺序

返回值

obj 指向的原子对象先前保有的值。

示例

自旋锁互斥能以原子替换操作在用户空间实现，类似 std::atomic_flag_test_and_set：

运行此代码
#include <atomic>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
 
std::atomic<bool> lock(false); // 锁定时持有 true，解锁时持有 false
 
int new_line{1}; // 访问通过原子锁变量同步
 
void f(int n)
{
    for (int cnt = 0; cnt < 100; ++cnt)
    {
        while (std::atomic_exchange_explicit(&lock, true, std::memory_order_acquire))
            ; // 获取前自旋
        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

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告 应用于 出版时的行为 正确行为
P0558R1 C++11 要求准确类型匹配，因为会从多个参数推导 T 只会从 obj 推导 T

参阅

 原子地替换原子对象的值并获得它先前持有的值
(std::atomic<T> 的公开成员函数)
(C++11)(C++11)(C++11)(C++11)
 原子地比较原子对象和非原子实参的值，相等时进行原子交换，不相等时进行原子加载
(函数模板)
(C++20 中弃用)
 为 std::shared_ptr 特化原子运算
(函数模板)
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