C++11如何使用std::atomic实现线程安全计数

std::atomic通过原子操作实现线程安全计数,无需互斥锁。使用std::atomic counter(0)声明变量,多线程调用counter++或fetch_add(1)可安全递增,最终结果正确。提供load、store、exchange等方法,并支持memory_order_relaxed等内存序优化性能。

c++11如何使用std::atomic实现线程安全计数

在C++11中,std::atomic 提供了一种简单且高效的方式来实现线程安全的计数操作,无需显式使用互斥锁(mutex)。它保证对共享变量的读、写或更新是原子的,从而避免数据竞争。

使用 std::atomic 声明原子计数器

要实现一个线程安全的计数器,可以直接用 std::atomic 模板声明一个整型变量:

#include #include std::atomic counter(0);  // 初始化为0

这个 counter 变量可以在多个线程中安全地递增或读取。

多线程中安全递增计数

多个线程可以并发调用递增操作。std::atomic 的 operator++fetch_add 都是原子的:

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#include #include void increment() {    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {        counter++;  // 线程安全的自增        // 或者使用:counter.fetch_add(1);    }}int main() {    std::vector threads;    for (int i = 0; i < 10; ++i) {        threads.emplace_back(increment);    }    for (auto& t : threads) {        t.join();    }    std::cout << "Final counter value: " << counter.load() << std::endl;    return 0;}

上面代码创建了10个线程,每个线程对计数器加1000次,最终结果正确为10000。

关键成员函数说明

std::atomic 提供多个方法控制内存顺序和操作类型:

load():原子地读取当前值 store(val):原子地写入值 fetch_add(n):原子增加并返回旧值 exchange(val):设置新值并返回旧值 支持指定内存序,如 memory_order_relaxedmemory_order_acq_rel 等(可选)

例如,更精细的控制:

counter.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);  // 忽略内存同步开销,仅保证原子性

对于计数器场景,memory_order_relaxed 通常足够,因为它只关心操作的原子性,不涉及同步其他内存访问。

基本上就这些。使用 std::atomic 实现线程安全计数简洁高效,适合无复杂同步逻辑的场景。

以上就是C++11如何使用std::atomic实现线程安全计数的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

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