C11 原子操作与内存序

更新时间：2026-10-01。配合 c-memory-barrier，本文讲标准原子库而不是手写内联屏障。

一、原子操作

_Atomic 类型上的读写保证不可分割；常用 atomic_fetch_add（计数）、compare_exchange_weak/strong（CAS，无锁算法核心）、exchange。

二、内存序

• relaxed：只保证原子，不排序（独立计数器）。
• acquire/release：release 写之前的操作对 acquire 读到该值者可见（发布/订阅）。
• acq_rel：读改写用。
• seq_cst：最强全局一致，默认但最贵。

三、常见坑

• 用 volatile 代替 atomic。
• 一律 seq_cst 付无谓代价。
• CAS 循环忽略 weak 的伪失败。
• ABA 未加版本号。

小结

总结

C11 <stdatomic.h> 在 _Atomic 类型上提供不可分割的读写（atomic_load/store、fetch_add 计数、compare_exchange 的 CAS——无锁算法核心，注意 weak 会伪失败），而内存序决定可见性与顺序：纯计数器只需 relaxed，发布数据用 release 写 / acquire 读配对，读改写用 acq_rel，只有需要全局一致序才用最贵的 seq_cst——原则是"选能满足需求的最弱内存序"；atomic 不能用 volatile 替代，复杂无锁结构还要用版本号防 ABA。