atomic_flag.md

atomic_flag

• atomic[meta header]
• std[meta namespace]
• class[meta id-type]
• cpp11[meta cpp]

namespace std {
  struct atomic_flag;
}

概要

atomic_flagクラスは、フラグを表現するためのアトミッククラスである。このクラスは、シンプルなtest-and-set (TAS) 機能を提供し、有効値の設定とクリアの2状態のみを持つ。このクラスに対する操作はロックフリーであることが保証される。（機能的にはatomic<bool>クラスよりも貧弱だが、atomic_flagクラスの操作は必ずロックフリーである点が異なる。）

メンバ関数

名前	説明	対応バージョン
(constructor)	コンストラクタ	C++11
~atomic_flag() = default	デストラクタ	C++11
operator=(const atomic_flag&) = delete operator=(const atomic_flag&) volatile = delete	代入演算子	C++11
test	現在の値をbool値として取得する	C++20
test_and_set	テストしてフラグを立てる	C++11
clear	フラグをクリアする	C++11
wait	起床されるまで待機する	C++20
notify_one	待機しているスレッドをひとつ起床させる	C++20
notify_all	待機している全てのスレッドを起床させる	C++20

例

// スピンロックの実装
#include <iostream>
#include <atomic>
#include <thread>
#include <mutex>

class spinlock {
private:
  std::atomic_flag state_;

public:
  spinlock() : state_(ATOMIC_FLAG_INIT) {}

  void lock()
  {
    // 現在の状態をロック状態にする
    while (state_.test_and_set(std::memory_order_acquire)) {
      // busy-wait...アンロックされるまで待機
    }
  }

  void unlock()
  {
    // 値をアンロック状態にする
    state_.clear(std::memory_order_release);
  }
};

namespace {
  spinlock lock;
}

template <class T>
void print(const T& x)
{
  std::lock_guard<spinlock> lk(lock);
  std::cout << x << std::endl;
}

void f()
{
  print(1);
}

void g()
{
  print(2);
}

int main()
{
  std::thread t1(f);
  std::thread t2(g);

  t1.join();
  t2.join();
}

• ATOMIC_FLAG_INIT[color ff0000]
• test_and_set[color ff0000]
• clear[color ff0000]

出力例

2
1

バージョン

言語

• C++11

処理系

• Clang: ??
• GCC:
• GCC, C++11 mode: 4.7.0
• ICC: ??
• Visual C++: 2012, 2013
  • 2012はコピーコンストラクタと代入演算子のdelete宣言が存在しない。

参照