原子能

作为 C 语言的一部分，Atomics 是自 C11 以来可用的可选功能。

它们的目的是确保在不同线程之间共享变量的无竞争访问。如果没有原子限定，如果两个线程同时访问它，则共享变量的状态将是未定义的。例如，递增操作（++）可以分成几个汇编指令，一个读取，一个加法本身和一个存储指令。如果另一个线程将执行相同的操作，则它们的两个指令序列可能交织在一起并导致不一致的结果。

• 类型： 除了数组类型之外的所有对象类型都可以使用 _Atomic 进行限定。

• 运算符： 所有读取 - 修改 - 写入运算符（例如++或*=）都保证是原子的。

• 操作： 还有一些其他操作被指定为类型泛型函数，例如 atomic_compare_exchange。

• 线程： 当它们被不同的线程访问时，保证不会访问它们。

• 信号处理程序：如果原子类型上的所有操作都是无状态的，则称为无锁定。在这种情况下，它们还可用于处理正常控制流和信号处理程序之间的状态变化。

• 只有一种数据类型可以保证无锁：atomic_flag。这是一种最小类型，其操作旨在映射到有效的测试和设置硬件指令。

在 C11 的线程接口中可以使用其他避免竞争条件的方法，特别是互斥类型 mtx_t，以相互排除线程访问关键数据或关键代码段。如果没有原子，必须使用这些来防止匹配。