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std::atomic_exchange, std::atomic_exchange_explicit

Von cppreference.com
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Freie Funktionen für atomare Operationen
atomic_exchangeatomic_exchange_explicit
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Freie Funktionen für atomare Flags
 
Definiert in Header <atomic>
template< class T >

T atomic_exchange( std::atomic<T>* obj,

                   typename std::atomic<T>::value_type desired ) noexcept;
(1) (seit C++11)
template< class T >

T atomic_exchange( volatile std::atomic<T>* obj,

                   typename std::atomic<T>::value_type desired ) noexcept;
(2) (seit C++11)
template< class T >

T atomic_exchange_explicit( std::atomic<T>* obj,
                            typename std::atomic<T>::value_type desired,

                            std::memory_order order ) noexcept;
(3) (seit C++11)
template< class T >

T atomic_exchange_explicit( volatile std::atomic<T>* obj,
                            typename std::atomic<T>::value_type desired,

                            std::memory_order order ) noexcept;
(4) (seit C++11)
1,2) Ersetzt atomar den Wert, auf den durch obj gezeigt wird, durch den Wert von desired und gibt den zuvor von obj gehaltenen Wert zurück, als ob durch obj->exchange(desired).
3,4) Ersetzt atomar den Wert, auf den durch obj gezeigt wird, durch den Wert von desired und gibt den zuvor von obj gehaltenen Wert zurück, als ob durch obj->exchange(desired, order).

Inhalt

[edit] Parameter

obj - Zeiger auf das zu modifizierende atomare Objekt
desired - der Wert, der in das atomare Objekt geschrieben werden soll
Reihenfolge - die Speicher-Synchronisationsreihenfolge

[edit] Rückgabewert

Der zuvor vom atomaren Objekt mit Zeiger obj gehaltene Wert.

[edit] Beispiel

Eine Spinlock-Mutex kann im Userspace mit einer atomaren Austauschoperation implementiert werden, ähnlich wie std::atomic_flag_test_and_set

#include <atomic>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
 
std::atomic<bool> lock(false); // holds true when locked
                               // holds false when unlocked
 
int new_line{1}; // the access is synchronized via atomic lock variable
 
void f(int n)
{
    for (int cnt = 0; cnt < 100; ++cnt)
    {
        while (std::atomic_exchange_explicit(&lock, true, std::memory_order_acquire))
            ; // spin until acquired
        std::cout << n << (new_line++ % 80 ? "" : "\n");
        std::atomic_store_explicit(&lock, false, std::memory_order_release);
    }
}
 
int main()
{
    std::vector<std::thread> v;
    for (int n = 0; n < 8; ++n)
        v.emplace_back(f, n);
    for (auto& t : v)
        t.join();
}

Mögliche Ausgabe

02222222222222222222222002222222222222222222222222222222222222222222222222222222
22222222200022222222202222211111111111110000011111111100000000000000110001111111
00011111000001111110000011111100000111000000001111111111111110000010000001001111
11011111111011111011000000000000111100000000000001111000011133333333333333333333
33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555
55555555555555555555555555555555555555556666666666666666666666666666666666666666
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[edit] Fehlerberichte

Die folgenden Verhaltensändernden Fehlerberichte wurden rückwirkend auf zuvor veröffentlichte C++-Standards angewendet.

DR angewendet auf Verhalten wie veröffentlicht Korrigiertes Verhalten
P0558R1 C++11 exakter Typabgleich war erforderlich, weil
T aus mehreren Argumenten abgeleitet wurde
T wird nur abgeleitet
von obj

[edit] Siehe auch

ersetzt atomar den Wert des atomaren Objekts und erhält den zuvor gehaltenen Wert
(öffentliche Memberfunktion von std::atomic<T>) [edit]
vergleicht atomar den Wert des atomaren Objekts mit einem nicht-atomaren Argument und führt bei Gleichheit einen atomaren Austausch oder bei Ungleichheit eine atomare Ladeoperation durch
(Funktions-Template) [bearbeiten]
spezialisiert atomare Operationen für std::shared_ptr
(function template)
C-Dokumentation für atomic_exchange, atomic_exchange_explicit