Module std::sync::atomic1.0.0[−][src]

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原子类型

原子类型提供线程之间的原始共享内存通信，并且是其他并发类型的构建块。

该模块定义了一些原始类型的原子版本，包括 AtomicBool，AtomicIsize，AtomicUsize，AtomicI8，AtomicU16 等。原子类型表示可正确使用的操作，这些操作可在线程之间同步更新。

每种方法都使用一个 Ordering 来表示该操作的内存屏障的强度。这些顺序与 C++20 原子排序相同。有关更多信息，请参见 nomicon。

原子变量可以安全地在线程之间共享 (它们实现 Sync)，但是它们本身并不提供共享机制并遵循 Rust 的线程模型。

共享原子变量的最常见方法是将其放入 Arc (原子引用计数的共享指针)。

原子类型可以存储在静态变量中，可以使用常量初始化程序 (如 AtomicBool::new) 进行初始化。原子静态常用于懒惰的初始化。

Portability

如果可用，则保证该模块中的所有原子类型均为无锁。这意味着他们没有在内部获得一个整体互斥锁。不能保证原子类型和操作无需等待。这意味着可以使用比较和交换循环来实现类似 fetch_or 的操作。

原子操作可以在指令层用更大的原子来实现。例如，某些平台使用 4 字节原子指令来实现 AtomicI8。请注意，此仿真不应影响代码的正确性，这只是需要注意的事情。

此模块中的原子类型可能并非在所有平台上都可用。但是，这里的原子类型都是广泛可用的，并且通常可以依赖现有原子类型。一些值得注意的例外是：

具有 32 位指针的 PowerPC 和 MIPS 平台没有 AtomicU64 或 AtomicI64 类型。
不支持 Linux 的 armv5te 等 ARM 平台只提供 load 和 store 操作，不支持 Compare 和 Swap (CAS) 操作，如 swap、fetch_add 等。此外，在 Linux 上，这些 CAS 操作是通过操作系统支持实现的，这可能会降低性能。
带有 thumbv6m 的 ARM 目标仅提供 load 和 store 操作，不支持 (CAS) 比较和交换操作，如 swap、fetch_add 等。

请注意，可能会添加 future 平台，这些平台也不支持某些原子操作。最大程度地讲，可移植代码将要注意所使用的原子类型。 AtomicUsize 和 AtomicIsize 通常是最便携的，但即便如此，它们也并非随处可用。作为参考，std 库需要 AtomicBools 和 pointer-sized atomics，尽管 core 不需要。

当前，您主要需要使用 #[cfg(target_arch)] 来有条件地用原子编译代码。还有一个不稳定的 #[cfg(target_has_atomic)]，可以在 future 中将其稳定下来。

Examples

一个简单的自旋锁：

use std::sync::Arc;
use std::sync::atomic::{AtomicUsize, Ordering};
use std::{hint, thread};

fn main() {
    let spinlock = Arc::new(AtomicUsize::new(1));

    let spinlock_clone = Arc::clone(&spinlock);
    let thread = thread::spawn(move|| {
        spinlock_clone.store(0, Ordering::SeqCst);
    });

    // 等待另一个线程释放锁
    while spinlock.load(Ordering::SeqCst) != 0 {
        hint::spin_loop();
    }

    if let Err(panic) = thread.join() {
        println!("Thread had an error: {:?}", panic);
    }
}

Run

保持活动线程的数量：

use std::sync::atomic::{AtomicUsize, Ordering};

static GLOBAL_THREAD_COUNT: AtomicUsize = AtomicUsize::new(0);

let old_thread_count = GLOBAL_THREAD_COUNT.fetch_add(1, Ordering::SeqCst);
println!("live threads: {}", old_thread_count + 1);