std::atomic类模板的学习（1）

1.引言

std::atomic是一个c++的模板类，为了解决线程访问共享资源时出现数据竞争问题。atomic的翻译成中文的意思是原子的，这里指的就是原子操作的意思。什么是原子操作呢？看到一个代码示例讲的挺好的。

int value = 0;
void atomic_function() {for (int i = 0; i < 100; ++i)value += 1;
}

我们在线程A里面调用以上atomic_function函数时，我们在线程B里观察value的结果。如果是原子操作，那么观察的value值要么是0，要么是100；如果是非原子操作，value的值被观测时，可能是0~100的任何一个整数值。示例中函数不加特殊处理，肯定不是原子操作，只是拿来理解原子操作的概念。

2. 基本信息

头文件
#include< <atomic>

类型定义
template< class T >
struct atomic;

3.对于整数类型的示例化

std::atomic模板类可对以下整数类型进行实例化

字符类型：
char
char8_t (C++20)
char16_t
char32_t
wchar_t

标准有符号整数类型：
signed char
short
int
long
long long

标准无符号整数类型：
unsigned char
unsigned short
unsigned int
unsigned long
unsigned long long

std::atomic模板类对以上整数类型的实例化对象提供原子操作，例如

fetch_add
fetch_sub
fetch_and
fetch_or
fetch_xor

4 std::atomic<int>的原子操作fetch_add使用demo

fetch_add的函数原型

T fetch_add
(T arg, std::memory_order order = std::memory_order_seq_cst 
);

参数
arg - 算术加法的另一参数
order - 强制的内存顺序制约，默认情况下为std::memory_order_seq_cst 。

内存顺序制约比较难理解，初学暂且放下。接下来看fetch_add的使用案例。文件名：atomic.c

#include<iostream>
#include<thread>
#include<atomic>std::atomic<int> atomic_data;void AtomicAdd(void)
{for(int i = 0; i < 1000000; i++){atomic_data.fetch_add(1);}   
}int main(int argn, char* argv[])
{std::cout << "hello atomic fetch_add" << std::endl;std::thread th1(AtomicAdd);std::thread th2(AtomicAdd);std::thread th3(AtomicAdd);th1.join();th2.join();th3.join();std::cout << "atomic_data Val:" << atomic_data << std::endl;return 0;
}

同目录下写一个简单的Makefile，省的每次都写g++编译语句，如下：

TGT := main
SRC := atomic.c
OPTION := -I.
OPTION += -pthreadall: $(TGT)@echo "make sucessfull"$(TGT):$(SRC)g++ -std=c++11 $^ $(OPTION) -o $@clean:rm $(TGT)
.PHONY: all clean

编译后，运行结果如下：