我必须明确调用原子加载/存储吗？

Question

C++11引入了std::atomic<>模板库。标准规定了store()和load()操作，用于原子地设置/获取由多个线程共享的变量。

我的问题是赋值和访问操作是否也是原子的？

也就是说：

std::atomic<bool> stop(false);
...
void thread_1_run_until_stopped()
{
    if(!stop.load())
        /* do stuff */
}

void thread_2_set_stop()
{        
    stop.store(true);
}

等同于：

void thread_1_run_until_stopped()
{
    if(!stop)
        /* do stuff */
}

void thread_2_set_stop()
{        
    stop = true;
}

- bavaza

---

“stop.load(std::memory_order_relaxed)”和“stop.store(true, std::memory_order_relaxed);”在这里应该没问题，正如Serge所说。你只需要让存储操作及时被看到，而“relaxed”仍然可以保证这一点。只有当你需要同步其他数据时才需要更强的排序。 - Peter Cordes

Answer 1

非引用类型的赋值和访问操作也是原子的吗？

是的，它们是原子的。atomic::operator T和atomic::operator=等同于atomic::load和atomic::store。所有运算符都在原子类中实现，以便按预期使用原子操作。

我不确定你所说的“非引用”类型是什么意思？不确定引用类型在这里的相关性。

- Andrew Tomazos

---

相当于没有一致性控制参数的加载和存储版本，也就是说。 - Ben Voigt

@user1131467 - 谢谢。已经删除了“reference”，好的，参考资料;-) - bavaza

@BenVoigt，它的意思只是使用最严格的内存顺序：std::memory_order_seq_cst。这可以防止自己踩到自己的后脚跟，但可能是一种过早的悲观优化。 - Kuba hasn't forgotten Monica

Answer 2

你可以两种方法都使用，但是使用load()/store()的优势在于它们允许指定内存序。这对于性能来说有时很重要，因为你可以指定std::memory_order_relaxed，而atomic<T>::operator T和atomic<T>::operator=则会使用最安全且最慢的std::memory_order_seq_cst。有时候也很重要确保代码正确和易读：虽然默认值std::memory_order_seq_cst是最安全的，因此最有可能是正确的，但读者并不一定立即清楚你正在执行哪种操作（acquire/release/consume），或者你是否进行了此操作（回答：这里是否使用松散顺序就足够了？）。

- Serge Rogatch

Answer 3

是的，它们是等价的。标准在[atomics.ref.ops]中提到：

T operator=(T desired) const noexcept;

Effects: Equivalent to:

store(desired);
return desired;

并且

T load(memory_order order = memory_order::seq_cst) const noexcept;

Effects: Equivalent to: return load();

请注意，由于转换函数和=都使用std::memory_order::seq_cst，这是最安全的内存顺序，但由于需要额外的同步，所以不是最快的。

为什么我们需要两者呢？

这在一定程度上是为了与C原子操作兼容。C11添加了_Atomic限定符，因此您可以编写以下代码：

_Atomic(int) x;
x = 0;

现在在C++中，完全相同的代码也可以工作。 只有在你关心性能原因下的内存顺序时，才需要显式的load和store。

然而，使用load和store并保持内存顺序的一致性是一个好的实践。这样，你可以始终表达你打算使用的内存顺序。操作符重载无法表达这个意图。

- Jan Schultke