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std::atomic_exchange, std::atomic_exchange_explicit

定义于头文件 <atomic>
(1) (C++11 起)
template< class T >

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

                   typename std::atomic<T>::value_type desr ) noexcept;
template< class T >

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

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

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

                            std::memory_order order ) noexcept;
template< class T >

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

                            std::memory_order order ) noexcept;
1) 原子地以 desr 的值替换 obj 所指向的值，并返回 obj 先前保有的值，如同以 obj->exchange(desr) 。
2) 原子地以 desr 的值替换 obj 所指向的值，并返回 obj 先前保有的值，如同以 obj->exchange(desr, order) 。

参数

obj - 指向要修改的原子对象的指针
desr - 要存储于原子对象的值
order - 此操作所用的内存同步顺序：容许所有值。

返回值

obj 所指向的原子对象先前保有的值。

示例

能以原子替换操作在用户空间实现自旋锁互斥，类似 std::atomic_flag_test_and_set ：

运行此代码
#include <thread>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <atomic>
 
std::atomic<bool> lock(false); // 锁定时保有 true
                               // 解锁时保有 false
 
void f(int n)
{
    for (int cnt = 0; cnt < 100; ++cnt) {
        while(std::atomic_exchange_explicit(&lock, true, std::memory_order_acquire))
             ; // 自旋直至获得
        std::cout << "Output from thread " << n << '\n';
        std::atomic_store_explicit(&lock, false, std::memory_order_release);
    }
}
int main()
{
    std::vector<std::thread> v;
    for (int n = 0; n < 10; ++n) {
        v.emplace_back(f, n);
    }
    for (auto& t : v) {
        t.join();
    }
}

输出： 

Output from thread 2
Output from thread 6
Output from thread 7
...< 准确 1000 行 >...

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

DR 应用于 出版时的行为 正确行为
P0558R1 C++11 曾要求准确类型匹配，因为从多个参数推导 T 仅从 atomic 参数推导 T

参阅

 原子地替换原子对象的值并获得它先前持有的值
(std::atomic<T> 的公开成员函数)
(C++11)(C++11)(C++11)(C++11)
 原子地比较原子对象和非原子实参的值，若相等则进行 atomic_exchange，若不相等则进行 atomic_load
(函数模板)
(C++20 中弃用)
 为 std::shared_ptr 特化原子运算
(函数模板)