1. std::atomic_flag

  std::atomic_flag是一个原子的布尔类型,可支持两种原子操作:

  • test_and_set, 如果atomic_flag对象被设置,则返回true; 如果atomic_flag对象未被设置,则设置之,返回false
  • clear. 清楚atomic_flag对象

  std::atomic_flag可用于多线程之间的同步操作,类似于linux中的信号量。使用atomic_flag可实现mutex.

#include <iostream>
#include <atomic>
#include <vector>
#include <thread>
#include <sstream> std::atomic_flag lock = ATOMIC_FLAG_INIT;
std::stringstream stream; void append_numer(int x)
{
while (lock.test_and_set());
stream << "thread#" << x << "\n";
lock.clear();
} int main()
{
std::vector<std::thread> ths;
for (int i=; i<; i++)
ths.push_back(std::thread(append_numer, i));
for (int i=; i<; i++)
ths[i].join();
std::cout << stream.str();
return ;
}

  2. std::atomic

  std::atomic对int, char, bool等数据结构进行原子性封装,在多线程环境中,对std::atomic对象的访问不会造成竞争-冒险。利用std::atomic可实现数据结构的无锁设计。

#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=; i<; i++);
if (!winner.test_and_set())
std::cout << "winner: " << i << std::endl;
} int main()
{
std::vector<std::thread> ths;
for (int i=; i<; i++)
ths.push_back(std::thread(count1m, i));
ready = true;
for (int i=; i<; i++)
ths[i].join();
return ;
}

  在上例中,执行read=true之后,所有线程结束空等。winner被初始化为ATOMIC_FLAG_INIT,最先执行winner.test_and_set并返回false的线程为winner。

#include <iostream>
#include <atomic>
#include <vector>
#include <thread>
#include <sstream> std::atomic<int> foo(); void set_foo(int x)
{
foo = x;
} void print_foo()
{
while (foo == )
{
std::this_thread::yield();
}
std::cout << "x: " << foo << std::endl;
}
int main()
{
std::thread print_th(print_foo);
std::thread set_th(set_foo, );
print_th.join();
set_th.join();
return ;
}

  在上例总,set_foo用于设置atomic<int>对象的值,print_foo用于打印atomic<int>对象的值。std::atomic对象的值的读取和写入可使用load和store实现。

  

#include <iostream>
#include <cassert>
#include <atomic>
#include <vector>
#include <unistd.h>
#include <thread>
#include <sstream> std::atomic<int> foo();
std::atomic_flag lock = ATOMIC_FLAG_INIT; void add_foo()
{
while ()
{
foo++;
// foo = foo + 1;
while (lock.test_and_set());
std::cout <<"add: " << foo << std::endl;
lock.clear();
usleep();
}
} void sub_foo()
{
while ()
{
foo--;
// foo = foo - 1;
while (lock.test_and_set());
std::cout << "sub: " << foo << std::endl;
lock.clear();
usleep();
}
}
int main()
{
std::thread th2 = std::thread(add_foo);
std::thread th1 = std::thread(sub_foo);
th1.join();
th2.join();
return ;
}

  atomic<int>支持++和--的原子操作。

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