Question

#include <iostream>

#include <atomic>
#include <memory>


template<typename T>
class LockFreeQueue {
public:
    struct CountedNode;

private:
    std::atomic<CountedNode> head;
public:
    struct Node{
        explicit Node(const T& d) : next(CountedNode()), data(std::make_shared<T>(d)), node_counter(0) { }
        std::atomic<CountedNode> next;
        std::shared_ptr<T> data;
        std::atomic<unsigned> node_counter;
    };
    struct CountedNode {
        CountedNode() noexcept : node(nullptr), counter(0) {}
        explicit  CountedNode( const T& data) noexcept : node(new Node(data) /* $4 */), counter(0)  {}
        Node* node;
        int counter;
    };


    void push( const T& data)
    {
        CountedNode new_node(data), curr, incrementedNext, next /*($2) */;
        CountedNode empty; /*($3) */
        if (head.compare_exchange_strong(empty, new_node)) std::cout << "EQUALS\n"; // $1
        else std::cout << "NOT EQUALS\n";

        if (head.compare_exchange_strong(next, new_node)) std::cout << "EQUALS\n"; // $1
        else std::cout << "NOT EQUALS\n";
    }

};


int main() {
    LockFreeQueue<int> Q;
    Q.push(2);

    return 0;
}



    int main(){
    LockFreeQueue<int> Q;
    Q.push(2);

    return 0;
    }

确定。它编译和执行没有错误。但是，仍有问题，我在下面描述。

http://coliru.stacked-crooked.com/a/1fe71fafc5dde518

在我看来，结果不是预期的： NOTEQUALS EQUALS

我对上面的代码有一个疯狂的问题。

特别是，行$1中的比较使我成为一个问题。我的意思是，这个比较总是返回false，虽然它应该在第一次返回true。

我很困惑所以我会调查empty和head的记忆，实际上它们是不同的。 head等于0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000（当涉及到字节时），它似乎没问题。但是empty等于： 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x7f7f7f7f7f。 next中更有趣的$2等于0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000，所以实际上它等于head。但是，例如，curr，incrementedNext等于0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x7f7f7f7f7f。所以这种行为是不确定的，所以我想任何未定义的行为，但为什么呢？我没有正确的，请解释我这种行为。

P.S。我知道$4中的内存泄漏，但现在我忽略了它。

我编译它： g++ -latomic main.cpp -std=c++14。我的gcc版本是6.1.0。我也在gcc 5.1.0上测试过。结果是一样的。

@PeterCordes创建的源代码链接：https://godbolt.org/g/X02QV8

Answer 1

填充。 std::atomic::compare_exchange*比较两个对象的内存表示，就像memcmp一样。如果结构具有paddding，则其内容是不确定的，并且可能使两个实例看起来不同，即使它们在成员方面相等（请注意CountedNode甚至不定义operator==）。

在64位版本中，在counter之后有填充，您会看到问题。在32位构建中，没有，你没有。

编辑：我现在认为，以下部分是错误的;只保留完整性。 std::atomic_init没有做任何事情来填补填充;这个例子似乎只是偶然起作用。

应使用head初始化

Node::next（以及std::atomic_init）：

std::atomic_init(&head, CountedNode());

有了这个，your example works as expected

相同类但相同行为的相同实例。可能的UB

1 个答案: