如何实现原子化比较并在值不等时存储待比较值？

你给出的代码问题在于，AT.load()和AT.store(a)是两个独立的原子操作，但整个“判断不等→替换”的逻辑不是原子的。在多线程场景下，这两步之间其他线程可能修改AT的值，导致逻辑出错——比如刚判断完AT != a，还没执行store，其他线程已经把AT改成a了，这时候再执行store就是多余的，甚至可能覆盖其他线程的合法修改。

要原子化完成这个逻辑，需要用到C++原子库提供的**比较并交换（Compare-and-Exchange）**操作，具体是std::atomic的compare_exchange_weak或compare_exchange_strong方法。这两个方法能原子性地完成“比较原子变量与期望值，相等则替换为新值，否则更新期望值为原子变量当前值”的操作。

针对你的需求，实现代码如下：

#include <iostream>
#include <atomic>

int main() {
    static std::atomic<int> AT(23);
    int a = 32;
    
    int expected = AT.load();
    // 循环直到：要么AT原本就是a，要么成功将AT替换为a
    while (expected != a && !AT.compare_exchange_weak(expected, a)) {
        // 每次compare_exchange失败时，expected会被自动更新为AT的当前值
    }

    // 可选：判断是否执行了替换操作
    if (expected != a) {
        std::cout << "not equal, updated AT to " << a << std::endl;
    }
}

说明： #

• compare_exchange_weak可能会出现“伪失败”（即使原子变量值和期望值相等，也可能返回false），所以需要配合循环使用，不过它的性能通常比compare_exchange_strong更好。
• 如果不需要考虑伪失败的情况，可以用compare_exchange_strong，但同样建议保留循环，因为多线程环境下原子变量的值可能在循环过程中被其他线程修改。
• 整个循环逻辑是原子性的，确保“判断不等→替换”的操作不会被其他线程打断。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Harry