std::atomic_fetch_add, std::atomic_fetch_add_explicit

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定义于头文件 <atomic>
(1) (C++11 起)
template< class Integral >
Integral atomic_fetch_add( std::atomic<Integral>* obj, Integral arg ) noexcept;
template< class Integral >
Integral atomic_fetch_add( volatile std::atomic<Integral>* obj, Integral arg ) noexcept;
(2) (C++11 起)
template< class Integral >

Integral atomic_fetch_add_explicit( std::atomic<Integral>* obj, Integral arg,

                                    std::memory_order order ) noexcept;
template< class Integral >

Integral atomic_fetch_add_explicit( volatile std::atomic<Integral>* obj, Integral arg,

                                    std::memory_order order ) noexcept;
(3) (C++11 起)
template< class T >
T* atomic_fetch_add( std::atomic<T*>* obj, std::ptrdiff_t arg ) noexcept;
template< class T >
T* atomic_fetch_add( volatile std::atomic<T*>* obj, std::ptrdiff_t arg ) noexcept;
(4) (C++11 起)
template< class T >

T* atomic_fetch_add_explicit( std::atomic<T*>* obj, std::ptrdiff_t arg,

                              std::memory_order order ) noexcept;
template< class T >

T* atomic_fetch_add_explicit( volatile std::atomic<T*>* obj, std::ptrdiff_t arg,

                              std::memory_order order ) noexcept;

进行原子加法。

1-2) 原子地加 argobj 所指向的值,并返回 obj 先前保有的值。如同执行下列内容一般进行运算:
1) obj->fetch_add(arg)
2) obj->fetch_add(arg, order)
3-4) 原子地自增 obj 所指向的指针值 arg ,并返回 obj 先前保有的值。如同执行下列内容一般进行运算:
3) obj->fetch_add(arg)
4) obj->fetch_add(arg, order)

目录

[编辑] 参数

obj - 指向要修改的原子对象的指针
arg - 要加到存储于原子对象的值的值
order - 此操作所用的内存同步顺序:容许所有值。

[编辑] 返回值

*obj修改顺序中,立即前趋此函数效应的值。

[编辑] 可能的实现

版本一
template< class T >
typename std::enable_if<std::is_integral<T>::value && !std::is_same<T, bool>::value, T>::type
atomic_fetch_add( std::atomic<T>* obj, T arg );
{
    return obj->fetch_add(arg);
}
版本二
template< class T >
T* atomic_fetch_add( std::atomic<T*>* obj, std::ptrdiff_t arg)
{
    return obj->fetch_add(arg);
}

[编辑] 示例

单写者/多读者锁能用 fetch_add 制作。注意此过分简化的实现不是免锁的。

#include <string>
#include <thread>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <atomic>
#include <chrono>
 
// cnt 的含义:
// 10 :无活跃读者或写者
// 1...9 :有 9...1 个读者活跃。写者被阻塞
// 0 : fetch_sub 和 fetch_add 间的临时值在读者锁中
// -1 :有活跃写者。读者被阻塞。
const int N = 10; // 允许九个共时读者
std::atomic<int> cnt = ATOMIC_VAR_INIT(N);
 
std::vector<int> data;
 
void reader(int id)
{
    for(;;)
    {
        // 锁定
        while(std::atomic_fetch_sub(&cnt, 1) <= 0)
            std::atomic_fetch_add(&cnt, 1);
        // 读取
        if(!data.empty())
            std::cout << (  "reader " + std::to_string(id)
                          + " sees " + std::to_string(*data.rbegin()) + '\n');
        if(data.size() == 100)
            break;
        // 解锁
        std::atomic_fetch_add(&cnt, 1);
        // 暂停
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1));
    }
}
 
void writer()
{
    for(int n = 0; n < 100; ++n)
    {
        // 锁定
        while(std::atomic_fetch_sub(&cnt, N+1) != N)
            std::atomic_fetch_add(&cnt, N+1);
        // 写入
        data.push_back(n);
        std::cout << "writer pushed back " << n << '\n';
        // 解锁
        std::atomic_fetch_add(&cnt, N+1);
        // 暂停
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1));
    }
}
 
int main()
{
    std::vector<std::thread> v;
    for (int n = 0; n < N; ++n) {
        v.emplace_back(reader, n);
    }
    v.emplace_back(writer);
    for (auto& t : v) {
        t.join();
    }
}

输出:

writer pushed back 0
reader 8 sees 0
reader 3 sees 0
reader 1 sees 0
<...>
reader 2 sees 99
reader 6 sees 99
reader 1 sees 99

[编辑] 参阅

原子地将参数加到存储于原子对象的值,并返回先前保有的值
(std::atomic 的公开成员函数) [编辑]
从原子对象减去非原子值,并获得原子对象的先前值
(函数模板) [编辑]
atomic_fetch_add, atomic_fetch_add_explicitC 文档