Was ist ein atomares Objekt in std::atomic<>?

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Was ist ein Atomobjekt in std::atomic<>?

Die Vorlage std::atomic<> stellt einen Typ bereit, der gleichzeitig sein kann Wird von mehreren Threads bearbeitet, ohne undefiniertes Verhalten auszulösen.

Atomizität von std::atomic<>

Jede Instanziierung von std::atomic<> Typ, der gleichzeitige Operationen durch verschiedene Threads auf seinen Instanzen ermöglicht, gewährleisten atomare Objekte exklusiven Zugriff auf ihre Daten und verhindern so Datenrennen.

Atomic Operations

Operationen, die an atomaren Objekten ausgeführt werden, sind atomarer Natur. Das bedeutet, dass:

• Änderungen am Zustand eines atomaren Objekts garantiert für alle Threads sichtbar sind.
• Zugriffe auf atomare Objekte dürfen Richten Sie die Synchronisierung zwischen Threads ein und ordnen Sie nicht-atomare Speicherzugriffe.

Speicherreihenfolge und std::atomic<>

std::atomic<> ; bietet eine präzise Kontrolle über die Synchronisierung und Speicherreihenfolge, darunter:

• std::memory_order_relaxed: Keine Synchronisierungs- oder Reihenfolgengarantien.
• std::memory_order_release: Stellt sicher, dass Schreibvorgänge für andere Threads sichtbar sind, die dieselbe atomare Variable abrufen.
• std::memory_order_acquire: Stellt sicher, dass Ladevorgänge nach einem Freigabevorgang für dieselbe atomare Variable in anderen Threads sichtbar sind.
• std ::memory_order_seq_cst: Stellt sequentielle Konsistenz (vollständige globale Reihenfolge) zwischen allen atomaren Operationen bereit.

Beispiel: Arithmetische Operationen

Während einzelne arithmetische Operatoren wie = und sind Atomare Operationen, deren Zerlegung in separate Lade-, Additions- und Speicheroperationen möglicherweise nicht atomar sind. Zum Beispiel:

a = a + 12;

Dieser Vorgang umfasst die folgenden Schritte:

1. Laden Sie den Wert von a.
2. Addieren Sie 12 dazu.
3. Speichern Sie das Ergebnis zurück in a.

Schritte 2 und 3 sind nicht atomar, daher besteht eine potenzielle Race-Bedingung, bei der ein anderer Thread a zwischen dem Hinzufügen und dem Speichern ändern könnte.

Alternativen zu grundlegenden arithmetischen Operationen

Für typische Anwendungsfälle mit arithmetischen Operationen wird empfohlen, die entsprechenden überladenen Operatoren zu verwenden, die in std::atomic<> definiert sind. Diese Operatoren führen die gesamte Operation atomar aus und sorgen so für sequentielle Konsistenz.

Zusätzliche Ressourcen zum Atomaritäts- und Speichermodell

• C-Atomics und Speicherordnung
• Vergleich: Lockless-Programmierung mit Atomics in C 11 vs. Mutex und RW-Locks
• C 11 führte ein standardisiertes Speichermodell ein. Was bedeutet es? Und wie wird es sich auf die C-Programmierung auswirken?
• Parallelität in C 11

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWas ist ein atomares Objekt in std::atomic<>?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!