保证原子性的单位操作

Question

有没有办法在 C++ 中设置、清除、测试和翻转单个位作为原子操作？例如 "compare_and_swap" 的按位变体。

Answer 1

翻转一个整数位只是一个比较和交换操作。你用它来测试和翻转一个位不会改变任何东西。所以一个简单的 compare_exchange_weak 循环就可以做到这一点。

Answer 2

以原子方式操作位需要 compare_exchange RMW 以避免触及 atomic 变量中的其他位。测试一点不是修改操作，因此 load() 就足够了。

您将必须添加范围错误检查

template<typename T, typename OP>
T manipulate_bit(std::atomic<T> &a, unsigned n, OP bit_op)
{
    static_assert(std::is_integral<T>::value, "atomic type not integral");

    T val = a.load();
    while (!a.compare_exchange_weak(val, bit_op(val, n)));

    return val;
}

auto set_bit = [](auto val, unsigned n) { return val | (1 << n); };
auto clr_bit = [](auto val, unsigned n) { return val & ~(1 << n); };
auto tgl_bit = [](auto val, unsigned n) { return val ^ (1 << n); };


int main()
{
    std::atomic<int> a{0x2216};

    manipulate_bit(a, 3, set_bit);  // set bit 3

    manipulate_bit(a, 7, tgl_bit);  // toggle bit 7

    manipulate_bit(a, 13, clr_bit);  // clear bit 13

    bool isset = (a.load() >> 5) & 1;  // testing bit 5
}

保证原子性的单位操作

Single bit manipulations with guaranteed atomicity

c++

multithreading

bit-manipulation

atomic