std:: atomic

std::atomic テンプレートの各インスタンス化および完全特殊化は、アトミック型を定義します。あるスレッドがアトミックオブジェクトに書き込みを行う間にもう一方のスレッドがそれを読み込む場合、その動作は明確に定義されます（データ競合に関する詳細は メモリモデル を参照してください）。

さらに、アトミックオブジェクトへのアクセスはスレッド間同期を確立し、非アトミックメモリアクセスを std::memory_order で指定された通りに順序付けることがあります。

std::atomic はコピーもムーブもできない。

特殊化

プライマリテンプレート

主要な std::atomic テンプレートは、 TriviallyCopyable 型 T で、 CopyConstructible と CopyAssignable の両方を満たす任意の型でインスタンス化できます。以下のいずれかの値が false の場合、プログラムは不適格です：

• std:: is_trivially_copyable < T > :: value
• std:: is_copy_constructible < T > :: value
• std:: is_move_constructible < T > :: value
• std:: is_copy_assignable < T > :: value
• std:: is_move_assignable < T > :: value
• std:: is_same < T, typename std:: remove_cv < T > :: type > :: value

struct Counters { int a; int b; }; // ユーザー定義のトリビアルコピー可能型
std::atomic<Counters> cnt;         // ユーザー定義型に対する特殊化

std :: atomic < bool > はプライマリテンプレートを使用します。これは standard layout struct であることが保証されており、 trivial destructor を持ちます。

部分特殊化

標準ライブラリは、以下の型に対して std::atomic テンプレートの部分特殊化を提供しており、プライマリテンプレートにはない追加の特性を持っています：

整数型に対する特殊化

以下の整数型のいずれかでインスタンス化された場合、 std::atomic は整数型に適した追加のアトミック操作を提供します。例えば fetch_add 、 fetch_sub 、 fetch_and 、 fetch_or 、 fetch_xor など：

• 文字型 char 、 char8_t (C++20以降) 、 char16_t 、 char32_t 、および wchar_t ；
• 標準符号付き整数型： signed char 、 short 、 int 、 long 、および long long ；
• 標準符号無し整数型： unsigned char 、 unsigned short 、 unsigned int 、 unsigned long 、および unsigned long long ；
• ヘッダー <cstdint> 内のtypedefで必要とされる追加の整数型。

さらに、結果の std::atomic< Integral > 特殊化は標準レイアウトを持ち 、自明なデフォルトコンストラクタ、 (C++20まで) および自明なデストラクタを持つ。符号付き整数演算は2の補数表現を使用するように定義されており、未定義の結果は存在しない。

メンバー型

1. ↑ difference_type は、プライマリ std::atomic テンプレート、および std::shared_ptr と std::weak_ptr に対する部分特殊化では定義されていません。

メンバー関数

特殊化されたメンバー関数

型エイリアス

boolおよび上記のすべての整数型に対して、以下のように型エイリアスが提供されています：

`, `$`タグ内のテキストは翻訳対象外（この例では該当なし）\; -\; C++固有の用語（`atomic\_ullong`,\; `std::atomic`など）は翻訳せず保持\; -\; その他のテキストのみを日本語に翻訳$

`, `$`タグ内のテキストは翻訳対象外（該当箇所なし）\; -\; C++固有の用語（`atomic\_int\_least8\_t`,\; `std::atomic`,\; `int\_least8\_t`など）は翻訳せず保持\; -\; プロフェッショナルで正確な翻訳を提供$

`, `$`タグ内のテキスト（この例では該当なし）\; -\; C++固有の用語（`atomic\_uint\_least8\_t`,\; `std::atomic`,\; `std::uint\_least8\_t`,\; `typedef`）\; -\; コード構造とフォーマットは完全に保持されています$

`, `$`タグ内のテキストは翻訳対象外（本ケースでは該当なし）\; -\; C++固有の用語（`atomic\_uintmax\_t`,\; `std::atomic`,\; `std::uintmax\_t`など）は翻訳せず\; -\; プロフェッショナルで正確な翻訳を維持$

注記

std::atomic のすべてのメンバ関数には、非メンバ関数テンプレートの同等機能が存在します。これらの非メンバ関数は、 std::atomic の特殊化ではない型であっても、アトミック性を保証できる場合に追加でオーバーロードされる可能性があります。標準ライブラリでそのような型は唯一、 std:: shared_ptr < U > です。

_Atomic は キーワード であり、C言語で アトミック型 を提供するために使用されます。

実装では、C言語における _Atomic(T) の表現が、あらゆる型 T に対してC++の std::atomic<T> と同じであることを保証することが推奨されます。アトミック性とメモリ順序を保証するためのメカニズムは互換性を持つべきです。

GCCとClangでは、ここで説明されている機能の一部は -latomic へのリンクが必要です。

例

#include <atomic>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
std::atomic_int acnt;
int cnt;
void f()
{
    for (auto n{10000}; n; --n)
    {
        ++acnt;
        ++cnt;
        // 注: この例では、緩和されたメモリ順序で十分です
        // 例: acnt.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
    }
}
int main()
{
    {
        std::vector<std::jthread> pool;
        for (int n = 0; n < 10; ++n)
            pool.emplace_back(f);
    }
    std::cout << "The atomic counter is " << acnt << '\n'
              << "The non-atomic counter is " << cnt << '\n';
}

The atomic counter is 100000
The non-atomic counter is 69696

不具合報告

以下の動作変更の欠陥報告書は、以前に公開されたC++規格に対して遡及的に適用されました。

関連項目