std::atomic<T>::exchange

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std::atomic
 
T exchange( T desired, std::memory_order order =
                           std::memory_order_seq_cst ) noexcept;
(1) (C++11 起) 
T exchange( T desired, std::memory_order order =
                           std::memory_order_seq_cst ) volatile noexcept;
(2) (C++11 起)

以 desired 原子地替换底层值。操作为读-修改-写操作。根据 order 的值影响内存。

重载 (2) 在参与重载决议且 std::atomic<T>::is_always_lock_free 是 false 时被弃用。

(C++20 起)

参数

desired - 要赋值的值
order - 强制的内存定序约束

返回值

原子变量在调用前的值。

示例

运行此代码
#include <algorithm>
#include <atomic>
#include <cstddef>
#include <iostream>
#include <syncstream>
#include <thread>
#include <vector>

int main()
{
    constexpr int thread_count{5};
    constexpr int sum{5};
    
    std::atomic<int> atom{0};
    std::atomic<int> counter{0};
    
    auto increment_to_sum = [&](const int id)
    {
        for (int next = 0; next < sum;)
        {
            // 每个线程各自写入自身所知的值
            const int current = atom.exchange(next);
            counter++;
            // 同步写入，避免被其他线程中断
            std::osyncstream(std::cout)
                << "线程 #" << id << "（id=" << std::this_thread::get_id()
                << "）写入 " << next << "，替换旧值 "
                << current << "。\n";
            next = std::max(current, next) + 1;
        }
    };
    
    std::vector<std::thread> v;
    for (std::size_t i = 0; i < thread_count; ++i)
        v.emplace_back(increment_to_sum, i);
    
    for (auto& tr : v)
        tr.join();
    
    std::cout << thread_count << " 个线程总共用了 "
              << counter << " 次将 0 增加到 " << sum << "。\n";
}

可能的输出： 

线程 #1（id=139722332333824）写入 0，替换旧值 0。
线程 #2（id=139722323941120）写入 0，替换旧值 0。
线程 #1（id=139722332333824）写入 1，替换旧值 0。
线程 #1（id=139722332333824）写入 2，替换旧值 1。
线程 #1（id=139722332333824）写入 3，替换旧值 2。
线程 #1（id=139722332333824）写入 4，替换旧值 3。
线程 #0（id=139722340726528）写入 0，替换旧值 0。
线程 #3（id=139722315548416）写入 0，替换旧值 0。
线程 #3（id=139722315548416）写入 1，替换旧值 4。
线程 #0（id=139722340726528）写入 1，替换旧值 1。
线程 #4（id=139722307155712）写入 0，替换旧值 1。
线程 #4（id=139722307155712）写入 2，替换旧值 2。
线程 #4（id=139722307155712）写入 3，替换旧值 2。
线程 #4（id=139722307155712）写入 4，替换旧值 3。
线程 #2（id=139722323941120）写入 1，替换旧值 0。
线程 #0（id=139722340726528）写入 2，替换旧值 1。
线程 #2（id=139722323941120）写入 2，替换旧值 4。
线程 #0（id=139722340726528）写入 3，替换旧值 2。
线程 #0（id=139722340726528）写入 4，替换旧值 3。
5 个线程总共用了 19 次将 0 增加到 5。

参阅

(C++11)(C++11)
 原子地以非原子实参的值替换原子对象的值，并返回该原子对象的旧值
(函数模板)
(C++14)
 替换实参为一个新值，并返回它先前的值
(函数模板)