原子操作类

C++11 对整型变量原子操作的支持

在 C++ 98/03 标准中，如果想对整型变量进行原子操作，要么利用操作系统提供的相关原子操作 API，要么利用对应操作系统提供的锁对象来对变量进行保护，无论是哪种方式，编写的代码都无法实现跨平台操作，例如上一小介绍的Interlocked系列 API 代码仅能运行于 Windows 系统，无法移植到 Linux 系统。C++ 11 新标准发布以后，改变了这种困境，新标准提供了对整型变量原子操作的相关库，即 std::atomic ，这是一个模板类型：

template<class T> struct atomic;

你可以传入具体的整型类型（如bool、char、short、int、uint等）对模板进行实例化，实际上 stl 库也提供了这些实例化的模板类型：

上表中仅列出了 C++11 支持的常用的整型原子变量，完整的列表读者可以参考这里：std::atomic - cppreference.com。

有了 C++ 语言本身对原子变量的支持以后，我们就可以“愉快地”写出跨平台的代码了，我们来看一段代码：

#include <atomic> #include <stdio.h> int main() { std::atomic<int> value; value = 99; printf("%d\n", (int)value); //自增1，原子操作 value++; printf("%d\n", (int)value); return 0; }

以上代码可以同时在 Windows 和 Linux 平台上运行，但是有读者可能会根据个人习惯将上述代码写成如下形式：

#include <atomic> #include <stdio.h> int main() { std::atomic<int> value = 99; printf("%d\n", (int)value); //自增1，原子操作 value++; printf("%d\n", (int)value); return 0; }

代码仅仅做了一点简单的改动，这段代码在 Windows 平台上运行良好，但是在 Linux 平台上会无法编译通过（这里指的是在支持 C++ 11语法的 g++ 编译中编译），提示错误是：

error: use of deleted function ‘std::atomic<int>::atomic(const std::atomic<int>&)’

产生这个错误的原因是 “std::atomic<int> value = 99;” 这一行代码调用的是 std::atomic 的拷贝构造函数，对于 int 型，其形式一般如下：

std::atomic<int>::atomic(const std::atomic<int>& rhs);

而根据 C++ 11 的规范，这个拷贝构造函数是默认使用=delete语法禁止编译器生成的，g++ 遵循了这个标准，参见这里 https://zh.cppreference.com/w/cpp/atomic/atomic/operator：

atomic& operator=( const atomic& ) = delete;

所以 Linux 平台上编译器会提示错误，而 Windows 的 VC++ 编译器没有遵循这个规范。而对于代码：

value = 99;

g++ 和 VC++ 同时实现规范中的：

T operator=( T desired )

因此，如果读者想利用 C++ 11 提供的 std::atomic 库编写跨平台的代码，在使用 std::atomic 提供的方法时建议参考官方 std::atomic 提供的接口说明来使用，而不是想当然地认为一个方法在此平台上可以运行，在另外一个平台也能有相同的行为，避免出现上面说的这种情形。

上述代码中之所以可以对 value 进行自增（++）操作是因为std::atomic类内部重载了operator =运算符，除此以外，std::atomic提供了大量有用的方法，这些方法您一定会觉得似曾相似：