C++ 中原子标志和原子布尔值的区别

在本文中，我们将讨论 C++ 中原子标志和原子布尔值之间的区别。在讨论它们的区别之前，我们必须了解 C++ 中的原子标志和原子布尔值。

什么是原子标志 (std::atomic_flag)？

C++ 低级原子类型 std::atomic_flag 可以处于两种状态之一：设置 (true) 或清除 (false)。它提供两个主要操作：test_and_set() 设置标志并返回调用时的值，clear() 将标志重置为 false。它最初为 false。std::atomic_flag 函数主要用于同步原语（例如，自旋锁），不能复制或赋值。当最少的原子操作可以实现线程同步时，它最适用于低级、性能关键的应用程序。

目的

std::atomic_flag 函数是一种低级原子类型，可以用作简单的锁或标志机制。在所有情况下，它要么清除，要么设置。

状态变化

• 初始清除：它始终以清除 (false) 状态开始。
• 测试和设置：由于主要方法 test_and_set()，它们基本上可以通过它实现。它在返回先前值为 true 之前设置标志。
• 清除：可以通过使用 clear() 物理移除标志。
• 用例：它通常用于低级同步技术，如自旋锁，或在互斥锁等更高级别的抽象成本过高时实现互斥（临界区）。
• 不可复制或赋值：Std::atomic_flag 仅支持 test_and_set 和 clear 操作；不允许复制或赋值。

什么是原子布尔值 (std::atomic<bool>)？

std::atomic bool 值可以在线程之间交换而不会发生数据竞争。它提供了 std::atomic_flag 提供的原子操作的超集：load()、store()、exchange() 和 compare_exchange()。此外，它允许我们直接初始化和修改布尔值。它使用户能够直接初始化和修改布尔值。它提高了其在多线程系统中常见用例（如信号情况或线程生命周期管理）中的多功能性和适应性。因为它支持多种内存顺序，所以它适用于更复杂的同步问题。

• 目的
  完整的原子类型 std::atomic 包含一个布尔值。与 atomic_flag 相比，它提供了更多的操作。

状态修改

• 布尔值可以连接到 true 或 false。
• load()、store()、compare_exchange() 和 exchange() 等常见的原子函数可用于原子地获取或设置其值。
• 应用以下场景：在以线程安全的方式处理线程之间的共享布尔值时，它很有用。例如，控制线程的生命周期或实现线程间通信。
• 增强的灵活性：与 atomic_flag 不同，您可以使用 std::atomic 直接赋值和读取值，它还支持所有典型的原子操作。

C++ 中 std::atomic_flag 和 std::atomic<bool> 之间的主要区别

C++ 中 std::atomic_flag 和 std::atomic<bool> 之间存在几个主要区别。一些主要区别如下

结论

总之，std::atomic_flag 和 std::atomic<bool> 都用于使我们的 C++ 代码在多线程中更安全，但两者在复杂性和适用性方面存在显著差异。较轻的 std::atomic_flag 类型更适合低级同步任务，例如自旋锁，当基本操作仅包括设置和清除标志时。然而，在高级同步中，当需要操作共享布尔值时，std::atomic 会更受欢迎，因为它更灵活；它支持更广泛的操作和内存顺序。哪种方法最好取决于特定用例的同步具体要求。