Qu'est-ce que std::atomic et comment garantit-il des opérations thread-safe en C ?

Qu'est-ce que std::atomic exactement ?

std::atomic est un puissant outil de concurrence en C . Il représente un objet atomique, ce qui signifie qu'il garantit que les opérations sur son instance effectuées simultanément par différents threads n'entraîneront pas un comportement indéfini.

Objets atomiques et comportement non défini

Contrairement Objets C typiques, les objets atomiques offrent certaines garanties pour se protéger contre les problèmes de concurrence. Si plusieurs threads accèdent simultanément à un objet C standard, ils peuvent effectuer des lectures et des écritures en même temps, ce qui peut entraîner des résultats inattendus ou incorrects. Cependant, les objets atomiques empêchent ce comportement indéfini en garantissant que les opérations simultanées sur leurs instances se produisent une à la fois.

Types d'opérations atomiques

Chaque objet atomique enveloppe un type, tel qu'un entier, un flottant ou un pointeur. Les objets atomiques fournissent deux principaux types d'opérations atomiques :

• Opérations atomiques sur l'objet lui-même, telles que définir sa valeur ou charger sa valeur.
• Opérateurs arithmétiques surchargés, qui effectuent des opérations sur l'objet de manière atomique. Par exemple, une opération = 12 équivaut à a.fetch_add(12, std::memory_order_seq_cst).

Ordre de la mémoire

std::objets atomiques vous permettent également de spécifier l’ordre de la mémoire pour des opérations spécifiques. L'ordre de la mémoire détermine la façon dont les contraintes de synchronisation et d'ordre sont gérées entre les threads. En contrôlant explicitement l'ordre de la mémoire, vous pouvez éviter les conditions de concurrence potentielles et garantir la bonne exécution de votre code.

Avantages de std::atomic

std::atomic fournit plusieurs avantages, notamment :

• Opérations thread-safe : garantit un accès atomique à l'objet encapsulé sur plusieurs threads.
• Ordre de mémoire personnalisable : vous permet de spécifier l'ordre des opérations pour éviter les courses de données et garantir une exécution correcte.
• Simplicité : fournit une syntaxe plus simple et concise que l'utilisation de mécanismes de synchronisation de thread explicites tels que les mutex ou les verrous .

Conclusion

std::atomic est un outil crucial pour la programmation simultanée en C . Il vous permet de créer des objets atomiques qui vous protègent contre les problèmes de concurrence, vous permettant ainsi d'écrire du code capable de gérer plusieurs threads de manière sûre et efficace. En comprenant les subtilités des objets atomiques et de l'ordre de la mémoire, vous pouvez exploiter la puissance de std::atomic pour créer des applications multithread robustes et évolutives.

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