std::atomic_exchange, std::atomic_exchange_explicit

Определено в заголовке `<atomic>`
template< class T > T atomic_exchange( std::atomic<T>* obj, typename std::atomic<T>::value_type desired ) noexcept;	(1)	(с C++11)
template< class T > T atomic_exchange( volatile std::atomic<T>* obj, typename std::atomic<T>::value_type desired ) noexcept;	(3)	(с C++11)
template< class T > T atomic_exchange_explicit( std::atomic<T>* obj, typename std::atomic<T>::value_type desired, std::memory_order order ) noexcept;	(3)	(с C++11)
template< class T > T atomic_exchange_explicit( volatile std::atomic<T>* obj, typename std::atomic<T>::value_type desired, std::memory_order order ) noexcept;	(4)	(с C++11)

1,2) Атомарно заменяет значение, на которое указывает obj значением desired и возвращает значение obj , хранившееся ранее, как будто это выполняется obj->exchange(desired).

3,4) Атомарно заменяет значение, на которое указывает obj значением desired и возвращает значение obj , хранившееся ранее, как будто это выполняется obj->exchange(desired, order).

Параметры

obj	-	указатель на атомный объект для изменения
desired	-	значение, которое нужно сохранить в атомном объекте
order	-	порядок синхронизации памяти

Возвращаемое значение

Значение, которое ранее хранилось в атомном объекте, на который указывает obj.

Пример

Мьютекс спин-блокировки может быть реализован в пользовательском пространстве с помощью атомной операции обмена, аналогично std::atomic_flag_test_and_set:

#include <atomic>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
 
std::atomic<bool> lock(false); // holds true when locked
                               // holds false when unlocked
 
int new_line{1}; // the access is synchronized via atomic lock variable
 
void f(int n)
{
    for (int cnt = 0; cnt < 100; ++cnt)
    {
        while (std::atomic_exchange_explicit(&lock, true, std::memory_order_acquire))
            ; // spin until acquired
        std::cout << n << (new_line++ % 80 ? "" : "\n");
        std::atomic_store_explicit(&lock, false, std::memory_order_release);
    }
}
 
int main()
{
    std::vector<std::thread> v;
    for (int n = 0; n < 8; ++n)
        v.emplace_back(f, n);
    for (auto& t : v)
        t.join();
}

Возможный вывод:

02222222222222222222222002222222222222222222222222222222222222222222222222222222
22222222200022222222202222211111111111110000011111111100000000000000110001111111
00011111000001111110000011111100000111000000001111111111111110000010000001001111
11011111111011111011000000000000111100000000000001111000011133333333333333333333
33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333
44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444
44444444444444444444555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555
55555555555555555555555555555555555555556666666666666666666666666666666666666666
66666666666666666666666666666666666666666666666666666666666677777777777777777777
77777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777

Отчёты об ошибках

Следующие отчёты об ошибках, меняющие поведение, были применены ретроактивно к ранее опубликованным стандартам C++.

DR	Применено к	Поведение, как опубликовано	Корректное поведение
P0558R1	C++11	требовалось точное соответствие типов, потому что `T` выводилось из нескольких аргументов	`T` выводится только из `obj`

См. также

exchange	атомарно заменяет значение атомного объекта и получает ранее хранившееся значение (публичный член-функция `std::atomic<T>`)
atomic_compare_exchange_weakatomic_compare_exchange_weak_explicitatomic_compare_exchange_strongatomic_compare_exchange_strong_explicit (C++11)(C++11)(C++11)(C++11)	атомарно сравнивает значение атомного объекта с неатомным аргументом и выполняет атомный обмен, если они равны, или атомную загрузку, если нет (шаблон функции)

std::atomic_exchange(std::shared_ptr) std::atomic_exchange_explicit(std::shared_ptr) (устарело в C++20)	специализирует атомные операции для `std::shared_ptr` (шаблон функции)
C документация для `atomic_exchange, atomic_exchange_explicit`

© cppreference.com
Licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike Unported License v3.0.
https://en.cppreference.com/w/cpp/atomic/atomic_exchange