C++11无锁堆栈

Question

我正在阅读安东尼·威廉姆斯的“在行动中的C++并发”，并且不理解它的lock_free_stack类的push实现。

为什么原子load不在Why循环中？他说的原因是：

因此，您不必每次通过循环重新加载head，因为编译器为您做了这些工作。

但我不明白。有人能解释一下这件事吗？

template<typename T>
class lock_free_stack
{
private:
 struct node
 {
   T data;
   node* next;
   node(T const& data_) : 
     data(data_)
   {}
 };
 std::atomic<node*> head;
public:
 void push(T const& data)
 {
   node* const new_node=new node(data); 
   new_node->next=head.load(); 
   while(!head.compare_exchange_weak(new_node->next,new_node)); 
 }
};

Answer 1

键位于compare_exchange_weak的接口中，在本例中，该接口包含2个参数。第一个是对期望值的引用，第二个是对期望值的引用。如果原子的当前值不等于预期的输入，它将返回false，并将预期的输入设置为当前值。

所以在这种情况下，它所做的就是设置new_node->next = head。然后，如果head仍然等于new_node->next，则将其转换为head。如果它不再是该值，它将使用对new_node->next的引用来为它分配head的当前值。因为失败的循环的每一次迭代都用当前的new_node->next值head替换了head，所以在循环的正文中没有重复的读取。

Answer 2

来自compare_exchange_weak的文档

原子地将存储在*中的值与预期值进行比较，如果它们相等，则用所需的值替换前者(执行读-修改-写入操作)。否则，将存储在*中的实际值加载到预期中(执行加载操作)。

正如您所看到的，否则head的实际值将加载到预期中。