c++kquote>C++20通过特化std::atomic支持原子操作，确保多线程下对共享指针的读写安全，需避免混用非原子访问并注意平台相关性能差异。
<img src="https://img.php.cn/upload/article/001/431/639/176448792240781.png" alt="c++20的原子智能指针std::atomic_c++线程安全的共享指针”>
在 C++20 中，并没有直接提供名为 std::atomic 的专用原子智能指针类型，但标准库确实支持对 std::shared_ptr 进行原子操作。这主要通过特化 std::atomic> 来实现，允许你在多线程环境中安全地读取、写入和交换 shared_ptr 实例。
原子操作 shared_ptr 的作用
当多个线程需要共享并访问一个动态分配的对象，且可能同时修改指向该对象的 shared_ptr 时，必须保证这些操作是线程安全的。虽然 std::shared_ptr 内部引用计数本身是线程安全的（不同线程可持有同一对象的不同副本），但多个线程同时赋值或交换同一个 shared_ptr 变量会导致数据竞争。
例如：
std::shared_ptr global_ptr;// 线程1global_ptr = std::make_shared(42);// 线程2 同时执行global_ptr.reset();
这种对同一个全局 shared_ptr 变量的非原子修改会引发未定义行为。
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
使用 std::atomic> 实现线程安全
C++ 标准为 std::shared_ptr 提供了 std::atomic 特化版本，可用于原子加载、存储、比较并交换等操作。
基本用法如下：
#include #include #include #include std::atomic<std::shared_ptr> atomic_ptr;void writer() { auto new_ptr = std::make_shared(100); atomic_ptr.store(new_ptr); // 原子写入}void reader() { auto local = atomic_ptr.load(); // 原子读取 if (local) { // 使用 *local }}
你也可以使用更高效的 compare-exchange 操作来实现无锁更新：
auto expected = atomic_ptr.load();std::shared_ptr desired;do { desired = modify_copy(expected); // 创建新版本} while (!atomic_ptr.compare_exchange_weak(expected, desired));
关键限制与注意事项
不是所有平台都高效：在某些平台上，std::atomic 的实现可能基于内部互斥锁（mutex-based），尤其是当指针尺寸大于处理器原生支持的字长时（如在 32 位系统上处理带控制块地址的智能指针）。 只保证操作原子性，不保证语义一致性：原子 load/store 能防止数据竞争，但不能解决逻辑层面的竞争条件。你需要结合算法设计（如使用 CAS 循环）来确保正确性。 不要混用原子与非原子访问：一旦某个 shared_ptr 变量被设计为跨线程共享，所有对该变量的访问都应通过 std::atomic 接口进行。
替代方案：std::weak_ptr 配合原子操作
为了减少复制开销并避免长期持有对象导致无法释放，可以结合 std::weak_ptr 使用：
std::atomic<std::shared_ptr> data_ptr;// 读者尝试获取快照auto snapshot = data_ptr.load();if (snapshot) { process(*snapshot);}
或者从 weak_ptr 提升为 shared_ptr 以延长对象生命周期。
基本上就这些。C++20 并未引入新的“原子智能指针”语法糖，而是延续并规范了对 std::shared_ptr 的原子操作支持。只要正确使用 std::atomic>，就能在多线程环境下安全共享指针状态。不复杂但容易忽略细节。
以上就是c++++20的原子智能指针std::atomic_c++线程安全的共享指针的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。
如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 chuangxiangniao@163.com 举报，一经查实，本站将立刻删除。
发布者：程序猿，转转请注明出处：https://www.chuangxiangniao.com/p/1487080.html
微信扫一扫 
支付宝扫一扫 
