wait.md

wait

• atomic[meta header]
• std[meta namespace]
• atomic_ref[meta class]
• function[meta id-type]
• cpp20[meta cpp]

void wait(T old, memory_order order = memory_order::seq_cst) const noexcept;

• memory_order[link /reference/atomic/memory_order.md]

概要

起床されるまで待機する。

この関数は、ブロッキング同期を行うための機能であり、ビジーループによるポーリングよりもエネルギー消費が低く効率的な待機を実現できる。アトミック操作版のstd::condition_variableであると言える。

この関数によってブロッキング待機をしたら、対応する起床関数であるnotify_one()、notify_all()によってブロッキング待機を解除できる。

効果

• 以下のステップを順に繰り返し実行する：
  • load(order)によって現在の値を読み込み、oldと値を比較する
  • 現在の値とoldが等しくなければ、関数をreturnする
  • アトミック起床操作が呼ばれてアンロックされるまで、この関数の実行をブロックする
    • ただし、起床操作が呼ばれていなくても、アンロックされる場合がある (spuriously unblock)

戻り値

なし

例外

投げない

備考

• WindowsではWaitOnAddress()関数、POSIXではfutex()関数が実装に使われる

例

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

class my_mutex {
  bool state_ = false; // false:unlock, true:lock
public:
  void lock() noexcept {
    std::atomic_ref r{state_};
    while (r.exchange(true) == true) {
      r.wait(true);
    }
  }

  void unlock() noexcept {
    std::atomic_ref r{state_};
    r.store(false);
    r.notify_one();
  }
};

my_mutex mut;
void print(int x) {
  mut.lock();
  std::cout << x << std::endl;
  mut.unlock();
}

int main()
{
  std::thread t1 {[] {
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
      print(i);
    }
  }};
  std::thread t2 {[] {
    for (int i = 5; i < 10; ++i) {
      print(i);
    }
  }};

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

• wait[color ff0000]
• exchange[link exchange.md]
• store[link store.md]
• notify_one()[link notify_one.md]

出力例

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バージョン

言語

• C++20

処理系

• Clang: (9.0時点で実装なし)
• GCC: (9.2時点で実装なし)
• Visual C++: (2019 Update 3時点で実装なし)

参照

• P0514R4 Efficient concurrent waiting for C++20
• ogiroux/atomic_wait - Sample implementation of C++20 atomic_wait/notify
• P1643R1 Add wait/notify to atomic_ref