C++中使用std::atomic时如何规避拷贝与移动构造函数相关编译报错

编译报错的核心原因是std::atomic<T>删除了拷贝构造/拷贝赋值运算符，导致包含该类型成员的类A被隐式删除了拷贝构造/拷贝赋值，而std::vector<T>::push_back默认需要调用拷贝构造，因此触发编译错误。以下是几种不破坏线程安全的可行解决方案：

方案1：手动实现类A的拷贝/移动语义（最推荐，不改变存储结构） #

std::atomic的默认拷贝被删除只是禁止了不安全的按字节拷贝，你可以手动实现拷贝逻辑，拷贝过程中使用原子读load()、原子写store()操作，完全不会破坏原子性：

所谓「封装结构体破坏原子性」是错误操作导致的问题：只要不直接对std::atomic内存做非法memcpy、直接按字节复制等操作，通过原子接口读写的实现是完全线程安全的。

class A {
private:
    std::atomic<bool> flag;    
    std::atomic<int> value;
public:
    A() = default;
    // 手动实现拷贝构造
    A(const A& other) : 
        flag(other.flag.load(std::memory_order_acquire)),
        value(other.value.load(std::memory_order_acquire)) {}
    // 手动实现拷贝赋值
    A& operator=(const A& other) {
        if (this != &other) {
            flag.store(other.flag.load(std::memory_order_acquire), std::memory_order_release);
            value.store(other.value.load(std::memory_order_acquire), std::memory_order_release);
        }
        return *this;
    }
    // 可选实现移动构造，支持移动语义避免拷贝开销
    A(A&& other) noexcept :
        flag(other.flag.load(std::memory_order_acquire)),
        value(other.value.load(std::memory_order_acquire)) {}
};

手动实现后原有push_back逻辑可以正常使用。

方案2：vector存储智能指针，避免A对象拷贝 #

如果不想修改类A的实现，可以将vector的存储类型改为std::unique_ptr<A>或std::shared_ptr<A>，仅拷贝指针而不触碰A的拷贝逻辑：

class B {
private:
    std::vector<std::unique_ptr<A>> vett;
public:
    B() = default;
    void add_A(std::unique_ptr<A> a) {
        vett.push_back(std::move(a));
    }
    // 也可以直接在方法内构造A对象
    void add_new_A() {
        vett.emplace_back(std::make_unique<A>());
    }
};

// 调用示例
int main() {
    B b{};
    b.add_A(std::make_unique<A>());
    return 0;
}

该方案的缺点是多了一层堆内存分配开销，适合A对象较大、拷贝成本高的场景。

方案3：原地构造对象避免拷贝 #

如果不需要存入外部构造好的A对象，仅需要在vector内部生成A实例，可以用emplace_back原地构造，完全不需要调用拷贝/移动构造：

class B {
private:
    std::vector<A> vett;
public:
    B() = default;
    void add_A() {
        // 直接在vector分配的内存上构造A，无拷贝开销
        vett.emplace_back();
    }
};

该方案适合不需要外部传入A实例的场景，改动最小性能最高。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者HakimLaxe