如何自动否定std :: atomic_bool？

Question

天真的布尔否定

std::atomic_bool b;
b = !b;

似乎不是原子的.我怀疑这是因为operator!触发了一个简单的演员bool.如何以原子方式执行等效否定？以下代码说明了天真的否定不是原子的:

#include <thread>
#include <vector>
#include <atomic>
#include <iostream>

typedef std::atomic_bool Bool;

void flipAHundredThousandTimes(Bool& foo) {
  for (size_t i = 0; i < 100000; ++i) {
    foo = !foo;
  }
}

// Launch nThreads std::threads. Each thread calls flipAHundredThousandTimes 
// on the same boolean
void launchThreads(Bool& foo, size_t nThreads) {

  std::vector<std::thread> threads;
  for (size_t i = 0; i < nThreads; ++i) {
    threads.emplace_back(flipAHundredThousandTimes, std::ref(foo));
  }

  for (auto& thread : threads) thread.join();

}

int main() {

  std::cout << std::boolalpha;
  Bool foo{true};

  // launch and join 10 threads, 20 times.
  for (int i = 0; i < 20; ++i) {
    launchThreads(foo, 10);
    std::cout << "Result (should be true): " << foo << "\n";
  }

}

代码启动了10个线程,每个线程都会将atomic_bool翻转为多次,甚至是次数(100000),并打印出布尔值.这重复20次.

编辑:对于那些想要运行此代码的人,我在ubuntu 11.10上使用带有两个内核的GCC 4.7快照.编译选项包括:

-std=c++0x -Wall -pedantic-errors -pthread

Answer 1

b = !b 不是原子的,因为它由read和write组成,每个都是原子操作.

有两种选择:

1. 而不是b使用整数类型(例如b.load()),它可以是0或1,而xor与1:

   std::atomic<int> flag(0);
   
   flag ^= 1;        //equivalent to flag.fetch_xor(1);
   

   不幸的是,b没有提供b.store(),只提供整体类型.

2. 在循环中执行比较/交换操作,直到成功为止:

   std::atomic<bool> flag(false);
   
   bool oldValue = flag.load();
   while (!flag.compare_exchange_weak(oldValue, !oldValue)) {}