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std::atomic_fetch_and, std::atomic_fetch_and_explicit

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

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

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

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

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

T atomic_fetch_and_explicit( std::atomic<T>* obj,
                             typename std::atomic<T>::value_type arg,

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

T atomic_fetch_and_explicit( volatile std::atomic<T>* obj,
                             typename std::atomic<T>::value_type arg,

                             std::memory_order order) noexcept;

原子地以 obj 的旧值和 arg 的逐位与替换 obj 所指向的值。返回 obj 先前保有的值。

如同执行下列内容一般进行操作：

1) obj->fetch_and(arg)
2) obj->fetch_and(arg, order)

若 std::atomic<T> 无 fetch_and 成员（此成员仅对整数类型提供），则程序为病式。

参数

obj - 指向要修改的对象的指针。为了原子操作的目的， bool 不是整数 (Integral) 类型。
arg - 与存储于原子对象的值逐位与的值
order - 此操作所用的内存同步顺序：容许所有值。

返回值

*obj 的修改顺序中立即前趋此函数效果的值。

可能的实现

template< class T >
T atomic_fetch_and(std::atomic<T>* obj, typename std::atomic<T>::value_type arg ) noexcept
{
    return obj->fetch_and(arg);
}

示例

运行此代码
#include <iostream>
#include <atomic>
#include <thread>
#include <chrono>
#include <functional>
 
// 仅为演示目的的二元信号量
// 此乃简单却有意义的示例：若无线程则原子操作为不必要。 
class Semaphore {
    std::atomic_char m_signaled;
  public:
    Semaphore(bool initial = false)
    {
        m_signaled = initial;
    }
    // 阻塞直至信号量被发信
    void take() 
    {
        while (!std::atomic_fetch_and(&m_signaled, false)) {
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
        }
    }
 
    void put() 
    {
        std::atomic_fetch_or(&m_signaled, true);
    }
};
 
class ThreadedCounter {
    static const int N = 100;
    static const int REPORT_INTERVAL = 10;
    int m_count;
    bool m_done;
    Semaphore m_count_sem;
    Semaphore m_print_sem;
 
    void count_up() 
    {
        for (m_count = 1; m_count <= N; m_count++) {
            if (m_count % REPORT_INTERVAL == 0) {
                if (m_count == N) m_done = true;
                m_print_sem.put(); // 对打印发信，使之发生
                m_count_sem.take(); // 等待直至打印完成进展
            }
        }
        std::cout << "count_up() done\n";
        m_done = true;
        m_print_sem.put();
    }
 
    void print_count() 
    {
        do {
            m_print_sem.take();
            std::cout << m_count << '\n';
            m_count_sem.put();
        } while (!m_done);
        std::cout << "print_count() done\n";
    }
 
  public:
    ThreadedCounter() : m_done(false) {}
    void run() 
    {
        auto print_thread = std::thread(&ThreadedCounter::print_count, this);
        auto count_thread = std::thread(&ThreadedCounter::count_up, this);
        print_thread.join();
        count_thread.join();
    }
};
 
int main() 
{
    ThreadedCounter m_counter;
    m_counter.run();
}

输出： 

10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
print_count() done
count_up() done

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

 原子地进行参数和原子对象的值的逐位与，并获得先前保有的值
(std::atomic<T> 的公开成员函数)
(C++11)(C++11)
 将原子对象替换为与非原子实参逻辑或的结果，并获得原子对象的先前值
(函数模板)
(C++11)(C++11)
 将原子对象替换为与非原子实参逻辑异或的结果，并获得原子对象的先前值
(函数模板)