`std::atomic` 變數是否使用鎖，如果是，該如何使用？

std::atomic 變數中鎖的位置

在原子變數的上下文中，資料完整性至關重要，這是一個流行的誤解圍繞著這些變數中鎖的存在和儲存而出現。儘管普遍認為，原子變數可以利用鎖定來維護資料一致性，特別是在處理無法由 CPU 原子操作的較大資料結構時。

鎖定實作

這些鎖的常見實作是互斥鎖或自旋鎖的雜湊表，其中原子物件的位址作為鍵。此哈希表駐留在對原子變數進行操作的所有執行緒都可存取的共享記憶體空間。

鎖定取得

當執行緒嘗試修改原子變數時，它首先取得與變數位址關聯的鎖定。這確保一次只有一個執行緒可以存取和修改變量，從而防止資料損壞或競爭條件。

衝突處理

需要注意的是，雜湊衝突可能會發生，導致多個原子物件可能共用同一個鎖定的情況。雖然這不是正確性問題，但由於多個執行緒爭用共享鎖的存取權限，它可能會導致效能下降。

無鎖定物件

如果原子變數是無鎖定的，則不需要外部鎖定來保持資料一致性。對於可以由 CPU 以原子方式操作的較小資料類型來說，通常就是這種情況。缺點是此類實作在處理更大、更複雜的資料結構時可能會受到限制。

死鎖預防

值得強調的是，std::atomic 操作是專門的旨在防止死鎖。這是透過以下事實確保的：沒有 std::atomic 函數嘗試一次鎖定多個物件。

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