std::atomic<std::shared_ptr>

工具库

语言支持
类型支持（基本类型、 RTTI）
库功能特性测试宏 (C++20)
动态内存管理
程序工具
协程支持 (C++20)
变参数函数
is_constant_evaluated (C++20)
is_within_lifetime (C++26)
initializer_list (C++11)
source_location (C++20)
三路比较 (C++20)
three_way_comparablethree_way_comparable_with (C++20)(C++20)
strong_ordering (C++20)
weak_ordering (C++20)
partial_ordering (C++20)
common_comparison_category (C++20)
compare_three_way_result (C++20)
compare_three_way (C++20)
strong_order (C++20)
weak_order (C++20)
partial_order (C++20)
compare_strong_order_fallback (C++20)
compare_weak_order_fallback (C++20)
compare_partial_order_fallback (C++20)
is_eqis_neqis_ltis_lteqis_gtis_gteq (C++20)(C++20)(C++20)(C++20)(C++20)(C++20)

通用工具

日期和时间

函数对象

格式化库 (C++20)

bitset

hash

(C++11)

关系运算符 (C++20 中弃用)

rel_ops::operator!=rel_ops::operator>

rel_ops::operator<=rel_ops::operator>=

整数比较函数

cmp_equalcmp_lesscmp_less_than

(C++20)(C++20)(C++20)

cmp_not_equalcmp_greatercmp_greater_than

(C++20)(C++20)(C++20)

in_range

(C++20)

swap 与类型运算

swap
ranges::swap (C++20)
exchange (C++14)
declval (C++11)
to_underlying (C++23)

forward (C++11)
forward_like (C++23)
move (C++11)
move_if_noexcept (C++11)
as_const (C++17)

常用词汇类型

pair
tuple (C++11)
optional (C++17)
any (C++17)
variant (C++17)

tuple_size (C++11)
tuple_element (C++11)
apply (C++17)
make_from_tuple (C++17)
expected (C++23)

初等字符串转换

to_chars (C++17)
from_chars (C++17)
chars_format (C++17)

to_chars_result (C++17)
from_chars_result (C++17)

在标头 `<memory>` 定义
template <class T> struct std::atomic<std::shared_ptr<T>>;		(C++20 起)

std::atomic 对 std::shared_ptr<T> 的部分模板特化允许用户原子地操纵 shared_ptr 。

若多个执行线程同时访问同一 std::shared_ptr 对象而不同步，且任何这些访问使用了 shared_ptr 的非 const 成员函数，则将出现数据竞争，除非通过 std::atomic<std::shared_ptr>> 的实例进行所有访问（或通过从 C++20 起弃用的孤立函数对 std::shared_ptr 进行原子访问）。

关联 use_count 的自增保证是原子操作的一部分。关联 use_count 的自减后序于原子操作，但不要求是原子操作的一部分，除非在覆写失败的 CAS 中的 expected 时， use_count 更改。任何关联删除和解分配后序于原子更新步骤，且不是原子操作的一部分。

注意 shared_ptr 的控制块是线程安全的：多个线程能同时用可变操作，例如 operator= 或 reset ，访问不同的非原子 std::shared_ptr 对象，即使这些实例互为副本，于内部共享同一控制块。

类型 T 可为不完整类型。

成员类型

成员类型	定义
`value_type`	std::shared_ptr<T>

成员函数

此特化提供所有非特化的 std::atomic 的成员函数，不提供附加成员函数。

atomic<shared_ptr<T>>::atomic

constexpr atomic() noexcept = default;	(1)
constexpr atomic( std::nullptr_t ) noexcept : atomic() {}	(2)
atomic( std::shared_ptr<T> desired ) noexcept;	(3)
atomic( const atomic& ) = delete;	(4)

1,2) 初始化底层 shared_ptr<T> 为空值。

3) 初始化底层 shared_ptr<T> 为 desired 的副本。同任何 std::atomic 类型，初始化不是原子操作。

4) 原子类型不可复制/移动构造。

atomic<shared_ptr<T>>::operator=

void operator=(const atomic&) = delete;	(1)
void operator=(std::shared_ptr<T> desired) noexcept;	(2)
void operator=( std::nullptr_t ) noexcept;	(3)

1) 原子类型不可复制/移动构造。

2) 值赋值，等价于 store(desired) 。

3) 重置原子共享指针为空指针值。等价于 store(nullptr); 。

atomic<shared_ptr<T>>::is_lock_free

bool is_lock_free() const noexcept;

若此类型所有对象上的原子操作为免锁则返回 true ，否则返回 false 。

atomic<shared_ptr<T>>::store

void store(std::shared_ptr<T> desired, std::memory_order order = std::memory_order_seq_cst) noexcept;

如同用 p.swap(desired) ，原子地以 desired 的值替换 *this 的值，其中 p 是底层的 std::shared_ptr<T> 。按照 order 排序内存。若 order 非 std::memory_order_consume 、 std::memory_order_acquire 或 std::memory_order_acq_rel 则行为未定义。

atomic<shared_ptr<T>>::load

std::shared_ptr<T> load(std::memory_order order = std::memory_order_seq_cst) const noexcept;

原子地返回底层共享指针的副本。按照 order 排序内存。若 order 不是 std::memory_order_release 或 std::memory_order_acq_rel 则行为未定义。

atomic<shared_ptr<T>>::operator std::shared_ptr<T>

operator std::shared_ptr<T>() const noexcept;

等价于 return load(); 。

atomic<shared_ptr<T>>::exchange

std::shared_ptr<T> exchange(std::shared_ptr<T> desired, std::memory_order order = std::memory_order_seq_cst) noexcept;

如同用 p.swap(desired) ，原子地以 desired 替换底层 std::shared_ptr<T> ，其中 p 为底层 std::shared_ptr<T> ，并返回该 p 的值的副本。按照 order 排序内存。这是原子读修改写操作。

atomic<shared_ptr<T>>::compare_exchange_weak, compare_exchange_strong

bool compare_exchange_strong(std::shared_ptr<T>& expected, std::shared_ptr<T> desired, std::memory_order success, std::memory_order failure) noexcept;	(1)
bool compare_exchange_weak(std::shared_ptr<T>& expected, std::shared_ptr<T> desired, std::memory_order success, std::memory_order failure) noexcept;	(2)
bool compare_exchange_strong(std::shared_ptr<T>& expected, std::shared_ptr<T> desired, std::memory_order order = std::memory_order_seq_cst) noexcept;	(3)
bool compare_exchange_weak(std::shared_ptr<T>& expected, std::shared_ptr<T> desired, std::memory_order order = std::memory_order_seq_cst) noexcept;	(4)

1) 若底层 std::shared_ptr<T> 存储同 expected 的 T* 并与之共享所有权，或若底层指针和 expected 均为空，则从 desired 赋值给底层 std::shared_ptr<T> 并返回 true ，按照 success 排序内存；否则从底层 std::shared_ptr<T> 赋值给 expected 并返回 false ，按照 failure 排序内存。若 failure 为 std::memory_order_release 或 std::memory_order_acq_rel 则行为未定义。成功时，操作为 *this 上的读修改写操作，而且在原子更新后不访问 expected 。失败时，操作为 *this 上的原子加载操作，并更新 expected 为从原子对象读取的既存值。这个对 expected 的 use_count 的更新是原子操作的一部分，尽管不要求写入自身（以及任何后继的解分配/析构）是其一部分。

2) 同 (1) ，但允许虚假地失败。

3) 等价于： return compare_exchange_strong(expected, desired, order, fail_order); ，其中 fail_order 与 order 相同，除了 std:memory_order_acq_rel 被替换为 std::memory_order_acquire ，而 std::memory_order_release 被替换为 std::memory_order_relaxed 。

4) 等价于： return compare_exchange_weak(expected, desired, order, fail_order); ，其中 fail_order 与 order 相同，除了 std::memory_order_acq_rel 被替换为 std::memory_order_acquire 而 std::memory_order_release 被替换为 std::memory_order_relaxed 。

atomic<shared_ptr<T>>::wait

void wait(std::shared_ptr<T> old std::memory_order order = std::memory_order_seq_cst) const noexcept;

进行原子等待操作。

比较 load(order) 与 old ，而若它们等价则阻塞直至 *this 被 notify_one() 或 notify_all() 提醒。重复此操作直至 load(order) 更改。此函数保证仅若值更改才返回，即使底层实现虚假地除阻。

按照 order 排序内存。若 order 为 std::memory_order_release 或 std::memory_order_acq_rel 则行为未定义。

注解：若二个 shared_ptr 存储同一指针，且要么共享所有权要么都为空，则它们等价。

atomic<shared_ptr<T>>::notify_one

void notify_one() noexcept;

进行原子提醒操作。

若有一个线程在 *this 上的原子等待操作（即 wait() ）中阻塞，则除阻至少一个这种线程，否则不做任何事。

atomic<shared_ptr<T>>::notify_all

void notify_all() noexcept;

进行原子提醒操作。

除阻所有在 *this 上的原子等待操作（即 wait() ）中阻塞的线程，若存在；否则不做任何事。

成员常量

此特化亦提供标准 std::atomic 仅有的成员常量 is_always_lock_free 。

atomic<shared_ptr<T>>::is_always_lock_free

static constexpr bool is_always_lock_free = /implementation-defined/;

注解

功能特性测试宏	值	标准	备注
`__cpp_lib_atomic_shared_ptr`	201711L	(C++20)	`std::atomic<std::shared_ptr>`

示例

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告	应用于	出版时的行为	正确行为
LWG 3661	C++20	`atomic<shared_ptr<T>>` 不可从 nullptr 常量初始化	使之可常量初始化
LWG 3893	C++20	LWG3661 使得 `atomic<shared_ptr<T>>` 不能从 `nullptr_t` 赋值	恢复为可赋值

参阅

atomic