std::atomic用于实现线程安全的原子操作，避免数据竞争。1. 可声明为std::atomic类型，支持int、bool、指针等，如std::atomic counter{0}；2. 提供load()读、store()写、exchange()交换、compare_exchange_weak()比较并交换等原子操作；3. 整型和指针类型支持++、–、+=、-=等复合赋值，默认使用memory_order_seq_cst内存序；4. 内存序可选memory_order_relaxed（仅原子性）、acquire/release（控制重排）、seq_cst（顺序一致）等，影响性能与同步行为；5. 常用于线程标志位、引用计数、无锁数据结构中指针更新等场景，需根据需求选择合适内存序以平衡正确性与性能。
在C++中，std::atomic 用于实现线程安全的原子操作，避免多个线程同时访问共享变量时出现数据竞争。它定义在 头文件中，适用于整数、指针等基本类型。
1. 基本用法：声明和初始化
你可以使用 std::atomic 来包装一个基本类型，如 int、bool、指针等。
– std::atomic counter{0};- std::atomic ready{false};- std::atomic ptr{nullptr};
构造时可以直接用花括号或等号初始化。
2. 常用原子操作函数
std::atomic 提供了多种线程安全的操作方法：
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– load()：原子地读取当前值- store(value)：原子地写入新值- exchange(value)：设置新值，并返回旧值- compare_exchange_weak(expected, desired)：比较并交换（CAS），常用于无锁编程
示例：
std::atomic x{10}; int old = x.load(); // 读取 x.store(20); // 写入 int prev = x.exchange(30); // 设置30，返回之前的值（20）
int expected = 30;
bool success = x.compare_exchange_weak(expected, 42);
// 如果 x 当前是30，则设为42，返回 true；否则将 expected 更新为实际值，返回 false
3. 支持的内置运算符（仅限特定类型）
对于整型和指针类型的 atomic 变量，可以直接使用一些复合赋值操作：
– ++、–（前置）- +=、-=（对整型和指针有效）
示例：
std::atomic count{0}; ++count; // 原子自增 count += 5; // 原子加5 –count; // 原子自减
这些操作默认使用 memory_order_seq_cst（最严格的内存序），确保顺序一致性。
4. 内存序（memory order）可选参数
每个原子操作都可以传入一个 std::memory_order 参数，控制同步行为和性能：
– memory_order_relaxed：最宽松，只保证原子性，不保证顺序- memory_order_acquire：用于读操作，防止后续读写被重排到它前面- memory_order_release：用于写操作，防止前面的读写被重排到它后面- memory_order_acq_rel：acquire + release- memory_order_seq_cst：默认，最强一致性（顺序一致）
示例（relaxed 计数器，适合不需要同步的场景）：
std::atomic cnt{0}; cnt.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed); // 只保证原子加，无顺序约束
5. 实际应用场景举例
常见用途包括：
– 线程安全的标志位 std::atomic stop_flag{false}; if (stop_flag.load()) { … }
引用计数管理（类似智能指针内部机制）
std::atomic ref_count{1};
void add_ref() { ref_count.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed); }
无锁队列/栈中的 head/tail 指针更新（配合 CAS 使用）
基本上就这些。std::atomic 不复杂，但要注意合理选择内存序，避免误用导致数据竞争或性能下降。
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