自定义24位有符号整数搭配boost::atomic触发可平凡拷贝报错如何解决

问题原因 #

boost::atomic要求模板参数类型必须是平凡可拷贝类型，你的自定义Int24类因为显式实现了默认构造函数、拷贝构造函数、拷贝赋值运算符，不满足平凡可拷贝的定义，所以编译报错。

平凡可拷贝类型要求：没有自定义的拷贝/移动构造、拷贝/移动赋值、析构函数，所有非静态成员都是平凡可拷贝的，没有虚函数、虚基类。

解决方案1：改造Int24为平凡可拷贝类型 #

你只需要将类中手动实现的、和编译器默认行为一致的特殊成员函数改为显式默认即可，其余运算符逻辑完全不需要修改：

#include <type_traits>

const int INT24_MAX = 8388607;

class Int24
{
protected:
    unsigned char m_Internal[3];
public:
    // 显式默认构造，满足平凡要求
    Int24() = default;

    Int24(const int val)
    {
        *this = val;
    }

    // 显式默认拷贝构造，满足平凡要求
    Int24(const Int24& val) = default;

    // 显式默认析构，满足平凡要求
    ~Int24() = default;

    operator int() const
    {
        if (m_Internal[2] & 0x80) // 符号位判断，做符号扩展
        {
            return (0xff << 24) | (m_Internal[2] << 16) | (m_Internal[1] << 8) | m_Internal[0];
        }
        else
        {
            return (m_Internal[2] << 16) | (m_Internal[1] << 8) | m_Internal[0];
        }
    }

    operator float() const
    {
        return static_cast<float>(this->operator int());
    }

    // 显式默认同类型拷贝赋值，满足平凡要求
    Int24& operator =(const Int24& input) = default;

    Int24& operator =(const int input)
    {
        m_Internal[0] = reinterpret_cast<const unsigned char*>(&input)[0];
        m_Internal[1] = reinterpret_cast<const unsigned char*>(&input)[1];
        m_Internal[2] = reinterpret_cast<const unsigned char*>(&input)[2];
        return *this;
    }

    // 剩余的运算符逻辑和原实现完全一致，此处省略
};

// 编译期验证是否满足平凡可拷贝要求
static_assert(std::is_trivially_copyable_v<Int24>, "Int24 is not trivially copyable");

改造后即可直接用于boost::atomic<Int24>。

解决方案2：用32位原子变量代理（更稳妥的无锁方案） #

大部分主流CPU架构原生不支持3字节长度的无锁原子操作，即使Int24满足平凡可拷贝要求，boost::atomic也可能退化为加锁实现。如果必须保证无锁，可直接用boost::atomic<uint32_t>存储值，对外做Int24转换即可：

// 原子变量定义
boost::atomic<uint32_t> atomic_int24_val;

// 写入Int24值
void store(Int24 val) {
    atomic_int24_val.store(static_cast<int>(val) & 0xffffff, std::memory_order_seq_cst);
}

// 读取Int24值
Int24 load() {
    return Int24(static_cast<int>(atomic_int24_val.load(std::memory_order_seq_cst)));
}

该方案在所有支持32位无锁原子操作的平台都能达到无锁要求，兼容性更好。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ajspark4444