如何以原子方式否定std :: atomic_bool？

天真布尔非如何以原子方式否定std :: atomic_bool？

std::atomic_bool b; 
b = !b;

似乎并不是原子的。我怀疑这是因为operator!触发了一个简单的演员bool。一个原子如何执行等价的否定？下面的代码说明了幼稚否定不是原子：

#include <thread> 
#include <vector> 
#include <atomic> 
#include <iostream> 

typedef std::atomic_bool Bool; 

void flipAHundredThousandTimes(Bool& foo) { 
    for (size_t i = 0; i < 100000; ++i) { 
    foo = !foo; 
    } 
} 

// Launch nThreads std::threads. Each thread calls flipAHundredThousandTimes 
// on the same boolean 
void launchThreads(Bool& foo, size_t nThreads) { 

    std::vector<std::thread> threads; 
    for (size_t i = 0; i < nThreads; ++i) { 
    threads.emplace_back(flipAHundredThousandTimes, std::ref(foo)); 
    } 

    for (auto& thread : threads) thread.join(); 

} 

int main() { 

    std::cout << std::boolalpha; 
    Bool foo{true}; 

    // launch and join 10 threads, 20 times. 
    for (int i = 0; i < 20; ++i) { 
    launchThreads(foo, 10); 
    std::cout << "Result (should be true): " << foo << "\n"; 
    } 

}

代码启动10个线程，其中的每一个翻转atomic_bool一个larrge，甚至，次数（100000），和打印数出布尔值。这重复了20次。

编辑：对于那些想要运行这段代码的人，我在两个内核的Ubuntu 11.10上使用GCC 4.7快照。编译选项是：

-std=c++0x -Wall -pedantic-errors -pthread

来源

2012-03-21 juanchopanza

纵观规格，原子类型，如'的std :: atomic_bool'和'的std ::原子'没有像'operator！'这样的布尔运算符。所以'！b'确实涉及原子类型的（隐式）转换运算符。由于我不确定如何提供您需要的功能，因此我没有做出这个答案。 – 2012-03-21 14:15:24

@LucDanton对，我找不到任何关于原子的专门操作符'！'，所以我确信转换发生了，而且很可能是比赛的原因。 – juanchopanza 2012-03-21 14:19:13

这就是我在运行程序时得到的结果：抛出'std :: system_error'的实例后调用terminate＃ – 2012-03-21 14:21:32

b = !b，因为它是由两者读取和写入，其每一个是一个原子操作的不是原子。

有两种选择使用：

代替atomic<bool>，使用一体型（例如atomic<int>），其可以是0或1，和异或将其与1：
```
std::atomic<int> flag(0); 

flag ^= 1; //or flag.fetch_xor(1); 
```
不幸的是，fetch_xor不在atomic<bool>上提供，仅限于整型。

在一个循环中执行比较/交换操作，直到成功：

std::atomic<bool> flag(false); 

bool oldValue = flag.load(); 
while (!flag.compare_exchange_weak(oldValue, !oldValue)) {}

来源

2012-03-21 14:27:30 interjay

第二个似乎造成活锁，至少在理论上。 – zch 2012-03-21 14:42:01

@zch：我不这么认为。如果另一个线程成功修改了变量，它只需要再次循环。所以一些工作总是至少在一个线程上完成 - 换句话说，这是无锁的，但不是等待。 – interjay 2012-03-21 14:52:14

选项2很适合我的例子。这是原子类型更新操作的标准模式吗？ – juanchopanza 2012-03-21 17:25:00

如何以原子方式否定std :: atomic_bool？

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