c++，c++11，std：：原子成员函数

Question

我正在尝试使用std：：原子库。

(如果存在的话)下面的non-specialized将一个值存储到一个原子对象(公共成员函数) v.s。存储 (C++11)原子地用一个非原子参数替换原子对象的值(公共成员function)

• operator T()从一个原子对象加载一个值((公共成员函数) v.s. fetch_add

• operator-= load (C++11)原子地获取原子对象的值(公共成员fetch_sub

• operator&= v.s. fetch_sub

• operator&= v.s. fetch_and

• operator|= v.s. fetch_or

• operator^= )。v.s. fetch_xor

• What's声明变量为原子vs.a非原子变量的缺点。例如，std::atomic<int> x v.s. int x的缺点是什么？换句话说，原子variable?

• Which的开销有多大？一个原子变量，v.s.由互斥体

保护的正常变量。

这是对我的问题的参考。http://en.cppreference.com/w/cpp/atomic/atomic

Answer 1

不是专家，但我会试试：

1. 专门化(针对内置类型(如int) )包含其他操作，如fetch_add。非专用表单(用户定义的类型)将不包含these.
2. operator=返回其参数，而store不包含.此外，非操作符允许您指定内存顺序.该标准称，store.
3. Same是按照上面的load.
4. Same定义的，尽管它返回load.
5. Same的值与上面的
6. 相同，与上面的
7. 相同，与上面的
8. 相同，与上面的H 223H 124相同，与上面的H 225H 126相同。以使用std::atomic_int.
9. You的方式使用int是一种未定义的行为，您可以假设开销是int <= std::atomic <= int and std::mutex，<=的意思是“较少的开销”。因此，它可能比使用互斥锁更好(特别是对于内置类型)，但比int.

更糟糕。

Answer 2

专用原子成员函数和非专用原子成员函数之间有什么区别？

从这些类的标准(第29.5节)的合成中可以看出，有三组不同的成员函数：

对于积分类型，最通用的operations;

• the只提供存储、加载、交换和比较- exchange 专门化，除了泛型的操作外，还提供原子算术和按位操作；
• 指针的专门化除了提供泛型的操作外，还提供指针算术操作。

以下函数之间有什么区别(如果有的话)？

operator=将值存储到原子对象(公共成员函数)中，v.s. store (C++11)原子地用非原子参数(公共成员函数)替换原子对象的值。

(...)

主要的功能区别是，非操作符版本(§29.6.5，第9-17段及以上)有一个额外的参数来指定所需的内存排序(§29.3/1)。操作符版本使用顺序一致性内存排序：

void：：存储(C期望，memory_order order = memory_order_seq_cst)易失性no以外；void：：store(C期望，memory_order order = memory_order_seq_cst) no以外；

要求: order参数不应是memory_order_consume、memory_order_acquire或memory_order_acq_rel。

效果:原子化地用所需的值替换由object或它所指向的值。内存根据order的值而受影响。

C A::operator=(C期望)挥发noexcept除外；C A::operator=(C期望)noexcept除外；

效果：store(desired)

返回：desired

非运算符形式是有利的，因为顺序一致性并不总是必要的，而且它可能比其他内存顺序更昂贵。通过仔细的分析，可以找到正确操作所需的最小保证，并选择一个限制较小的内存顺序，从而为优化器提供更多的回旋余地。

声明变量为原子vs.非原子变量的缺点是什么。例如，std::atomic<int> x v.s. int x的缺点是什么？换句话说，原子变量的开销是多少？

在常规变量中使用原子变量就足以限制可能的优化数量，因为原子变量会对不可分割性和(可能的)内存排序施加额外的约束。

在需要原子变量时使用常规变量可能会引入数据竞争，这使得行为无法定义(§1.10/21)：

如果一个程序在不同的线程中包含两个相互冲突的操作，至少其中一个不是原子的，并且在另一个线程之前也不会发生，那么程序的执行将包含一个数据竞赛。任何这样的数据竞争都会导致未定义的行为。

原子变量的开销取决于实现的质量。理想情况下，当需要原子操作时，原子变量的开销为零。当您不需要原子操作时，它可能带来的任何开销都是无关紧要的:您只需使用一个常规变量。

哪一个开销更大？一个原子变量，v.s.一个受互斥保护的普通变量？

原子变量没有理由比受互斥保护的普通变量具有更多的开销:最坏的情况是，原子变量就是这样实现的。但是有可能原子变量是无锁的，这将减少开销。这一性质可以用第29.6.5/7号编所述标准中所述的功能来确定：

bool atomic_is_lock_free(const *object) no境外；bool atomic_is_lock_free(const *object) noexcept；bool A::is_lock_free() const volatile；bool A::is_lock_free() const；

返回:如果对象的操作是无锁的，则为True，否则为false。

Answer 3

我不是这方面的专家，但是如果我正确地理解了你参考文献中的非专业操作，就可以原子地做一件事，加载、存储、替换等等。

专门的函数原子地做两件事，即它们修改并返回原子对象，这样两个操作都会在任何其他线程处理它们之前发生。