概述
atomic<T> 提供无锁的线程安全基本操作——load、store、fetch_add、compare_exchange 等，无需 mutex 即可安全地在多线程间共享数据。原子操作是构建 lock-free 数据结构的基础，也是性能最高的同步方式。
内存序(memory_order)控制操作的可见性保证，从最弱的 relaxed 到最强的 seq_cst（默认，最安全但最慢）。
核心组件
原子操作
| 操作 | 说明 |
|---|---|
load() | 原子读取 |
store(val) | 原子写入 |
exchange(val) | 原子交换，返回旧值 |
fetch_add(n) | 原子加 n，返回旧值 |
fetch_sub(n) | 原子减 n，返回旧值 |
operator++ / operator-- | 等价于 fetch_add(1) / fetch_sub(1) |
compare_exchange_strong(expected, desired) | CAS：如果当前值==expected，则设成 desired 返回 true；否则 expected=当前值 返回 false |
compare_exchange_weak(expected, desired) | 弱 CAS，可能伪失败，通常用于循环 |
内存序
| 内存序 | 说明 |
|---|---|
seq_cst | 顺序一致性（默认，最强保证，最慢） |
acquire | 后续读写不会被重排到此操作之前（用于 load） |
release | 之前的读写不会被重排到此操作之后（用于 store） |
acq_rel | acquire + release（用于 read-modify-write） |
relaxed | 仅保证原子性，不保证顺序（最快） |
典型用法
无锁计数器
FUNCTION demo_counter:
counter = ATOMIC<INT>(0)
increment = LAMBDA:
FOR i = 1 TO 1000:
counter++ // 原子递增，等于 fetch_add(1)
END FOR
END LAMBDA
threads = LIST<THREAD>()
FOR i = 1 TO 10:
threads.PUSH(THREAD(increment))
END FOR
FOR t IN threads: t.JOIN()
PRINT counter // 始终为 10000
```cpp
### CAS 循环 —— 无锁更新
```cpp
FUNCTION demo_cas:
value = ATOMIC<INT>(0)
// CAS 循环：线程安全的"如果...则更新"
expected = value.LOAD()
LOOP:
desired = expected + 1
IF value.COMPARE_EXCHANGE_STRONG(expected, desired) THEN
BREAK // 更新成功
END IF
// expected 已被更新为当前值，继续重试
END LOOP
```cpp
### 原子标志位
```cpp
FUNCTION demo_flag:
flag = ATOMIC<BOOL>(false)
// 尝试设置标志，返回旧值
IF NOT flag.EXCHANGE(true) THEN
PRINT "我是第一个拿到锁的线程"
DO_CRITICAL_WORK()
flag.STORE(false)
ELSE
PRINT "其他线程已占用"
END IF
```cpp
### 内存序使用
```cpp
FUNCTION demo_memory_order:
// acquire-release 成对使用
ready = ATOMIC<BOOL>(false)
data = 0
// 写线程
data = 42 // 普通写入
ready.STORE(true, RELEASE) // release 保证 data 写入可见
// 读线程
WHILE NOT ready.LOAD(ACQUIRE): // acquire 保证读到最新 data
THIS_THREAD::YIELD()
END WHILE
PRINT data // 保证输出 42
```cpp
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- **互斥锁**: [[mutex|mutex]] — 复杂临界区用 mutex 更安全
- **线程**: [[thread|thread]] — 线程创建与管理
- **无锁数据结构**: 需配合 `memory_order` 细微控制
- **C 对照**: C11 `_Atomic` / C11 `atomic_*` 函数（`<stdatomic.h>`）
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