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在題爲「C++併發在行動」,由安東尼·威廉姆斯,在7.2.1節的書,無鎖堆棧實現上市:爲什麼在這個無鎖棧類中'刪除'節點會導致競爭狀態?
template <typename T>
class lock_free_stack {
struct node {
shared_ptr<T> data_;
node* next_;
node(const T& data) : data_(make_shared(data)) {}
};
atomic<node*> head_;
public:
void push(const T& data)
{
node* new_node = new node(data);
new_node->next_ = head_.load();
while(!head.compare_exchange_weak(new_node->next_, new_node));
}
shared_ptr<T> pop()
{
node* old_head = head_.load();
while (old_head &&
!head_.compare_exchange_weak(old_head, head_->next_));
return old_head ? old_head->data_ : shared_ptr<T>();
}
};
然後在第7.2.2節中,作者說」。 ..在pop()中,我們選擇泄漏節點,以避免一個線程刪除一個節點時的競爭狀態,而另一個線程仍然持有一個指向它的指針,它正要解除引用。
1)我不明白爲什麼這樣的情況會發生,爲什麼彈出以下()函數將導致競爭條件:
shared_ptr<T> pop()
{
node* old_head = head_.load(); // (1)
while (old_head &&
!head_.compare_exchange_weak(old_head, head_->next_)); // (2)
shared_ptr<T> res; // (3)
if (old_head) {
res.swap(old_head->data);
delete old_head;
return res;
} else {
return {};
}
}
2)如何來,對於調用彈出多個線程()同時,'old_head'變量可以在第(3)行之後指向同一個節點對象?
對不起,我還不清楚。是的,線程1將遵循不存在的指針並在「next」中讀取可能已經分配給另一個變量的值。因此,compare_exchange_weak()的第二個參數將無效。但它不會被使用,因爲當執行compare_exchange_weak()時,它會檢測到「head_!= old_head」。 所以,是的,我們將讀取compare_exchange_weak()的無效參數,但它將永遠不會被使用。問題是什麼?你能澄清一下嗎? – Alex
@alex你爲什麼會認爲它們不相等?你跟着一個懸掛指針,值可以是*任何*。它在哪裏檢查'head _!= old_head_'?我錯過了嗎? – Yakk
很可能我錯過了一些東西,但我仍然不明白究竟是什麼。 檢查「head _!= old_head_」位於compare_exchange_weak()內部。如果這些值不相等,則不會使用compare_exchange_weak()的第二個參數。 在我的理解compare_exchange_weak()從內存原子讀取頭的當前值。在第一個線程喚醒後的討論場景中,寄存器中的頭值不會等於內存中頭的當前值。因此,compare_exchange_weak()將會看到它,並且不會使用第二個參數(垃圾,我們在註冊表頭中的無效值之後讀取)。 – Alex