在C++中，std::atomic 是一个模板类，用于提供对基础类型的原子操作。std::atomic<bool> 是该模板类针对布尔类型的特化。原子操作保证了即使在多线程环境中，每个操作也是不可分割的，从而避免了竞态条件。

std::atomic<bool> 底层实现通常依赖于硬件和编译器的支持来提供原子性保证。具体实现可能涉及以下几个方面：

1. 内存屏障（Memory Barriers/Fences）： 内存屏障用于确保指令的执行顺序，阻止编译器或者处理器重排操作顺序。
2. 锁前缀指令（Lock Prefix）： 在x86架构中，处理器提供了带有LOCK前缀的指令，比如LOCK XCHG，它可以将操作变为原子性的。当CPU执行带有LOCK前缀的指令时，会确保指令完整执行，期间不会被其他处理器打断。
3. 特殊的原子指令： 现代处理器提供了一系列原子指令，比如XADD（交换并加），CMPXCHG（比较并交换）等，可以用来实现原子变量。对于布尔变量，可能会使用这些指令来实现无锁的原子读写操作。
4. 编译器内建函数（Compiler Intrinsics）： 编译器可能提供特殊的内建函数来映射到底层的原子指令。

例如，在GCC和Clang上，通常会使用GCC的内建函数来实现原子操作。例如：

bool old_value = __atomic_fetch_and(&my_atomic_bool, true, __ATOMIC_SEQ_CST);

这里的 __atomic_fetch_and 函数是GCC提供的内建函数，用于执行原子AND操作，并返回变量的旧值。第三个参数 __ATOMIC_SEQ_CST 表示使用最严格的内存顺序：Sequentially Consistent。

对于不支持原子指令的数据类型或复杂操作，可能需要使用锁（比如互斥锁）来保证操作的原子性。但由于 bool 类型非常简单，大多数平台都能够提供无锁的原子操作支持。

不同的平台和编译器可能有不同的实现方式，因此没有一个统一的实现细节。如果你想知道具体的实现，可以查看特定编译器的源代码或者汇编输出。