是否可以使用 std::atomic 使类原子的复杂成员函数？

Posted 2023-02-22

【中文标题】是否可以使用 std::atomic 使类原子的复杂成员函数？

【英文标题】：Is it possible with std::atomic, make a complex member function of a class atomic?

【发布时间】：2013-06-10 11:40:59

【问题描述】：

有可能做这样的事情吗？

...
class test
int i;
public:
      test(int k):i(k);
      void my()
         cout<<i;
      

atomic<test> kk(0);
kk.test();
...

如果这是不可能的，那么如何调用函数以使其成为原子的？

【问题讨论】：

你为什么不试试呢？

谢谢，我试过了，它不知道t work that way. In kk there is no member function test. So i dont 知道如何调用它。所以问。如何从kk调用测试？？？

如果你想要原子函数，你需要使用互斥体。 atomic<> 只给你a few operations on integers of various sizes。它不会神奇地使具有多个整数运算符的函数成为原子函数。

std::atomic<Ty> 对任意类型 Ty 进行了明确定义，前提是它们可以用 memcpy 复制并与 memcmp 比较相等性。

@WanderingLogic - 只要存储对象的大小足够小，std::atomic<Ty> 就可以无锁。我为 Dinkumware 编写的实现在所有情况下（包括数字类型）都使用 size 来确定是否使用锁。无论如何，我是在回应“atomic<> 只为您提供对各种大小的整数的一些操作”的断言。太窄了。

【参考方案1】：

std::atomic 的工作方式是使用处理器提供的某些指令。这些指令仅适用于特定大小的整数（不同的处理器对你能做什么和不能做什么有不同的限制和规则，在某些架构中，处理器架构甚至可能需要使用互斥锁或类似的功能来实现标准：：原子）。

另请注意，std::atomic 的目的是确保值在多个处理器内核或多个处理器之间自动更新，这通常不是您想要/可以对更大的数据结构执行的操作。

要在其他数据结构上实现原子操作，您必须使用互斥锁或类似结构来确保以“线程原子”方式（不同于“处理器原子”）完成处理。

C++ 规范的

31.8 [atomics.types.generic] 没有说明大小限制。只是它是简单的复制和移动构造和可分配的。另请注意static constexpr bool is_always_lock_free = implementation-defined; 成员。

【参考方案2】：

您可以创建包含非数字对象的 std::atomic 对象。主要限制是包含的类型必须是可简单复制的；松散地说（因为它是这样实现的），这意味着用memcpy复制是可以的，与memcmp比较是有意义的。但是，它不允许您调用存储对象的成员函数。您必须复制存储的对象，进行更新，然后将结果复制回原子对象。

【讨论】：

在 OP 的示例中，失败的是调用 kk.test()。 atomic 与使 test() 函数正确执行而没有读取-修改-更新原子性问题完全无关。

@WanderingLogic - 我的最后两句话就是这么说的。