c++ - 为什么 std::atomic::compare_exchange_* 不应该遭受 ABA 问题？

Question

在一些论坛和书籍中(即 C++ Concurrency in Action)有一个很好的多生产者/多消费者堆栈的例子，并且在 pop 实现中他们通常这样做以下内容:

// head is an std::atomic<node*> variable
node *old_head = head.load();
while(old_head && !head.compare_exchange_weak(old_head, old_head->next));
...

为什么使用 std::atomic ::compare_exchange_* 可以防止 ABA 问题？
比方说:

• old_head->next 在线程被抢占之前得到解析(就在compare_exchange_weak之前)
• 然后 BA 场景发生了
• 线程恢复后 head == old_head 有效；在这种情况下，old_head->next 不会再次被解析，指向一个无效的内存位置
• compare_exchange_weak 将被执行，将通过，但值 old_head->next 仍将是 old

然后会发生 ABA 相关问题。

我相信我错过了一些东西。我在这里缺少什么？

干杯

Answer 1

是的，你会在这里遇到 ABA 问题。

不过，我认为这无关紧要，因为您所指的实现(CiA 中的列表 7.3)无论如何都是无效的，它正在泄漏节点。

如果我们看一下最简单的引用计数实现，即使用无锁 std::shared_ptr 的实现(CiA 中的 list 7.9)，我们会发现问题不会发生.当使用共享指针时，old_head 不会被删除，因为我们的线程仍然持有对它的引用，因此新创建的 head 无法在旧 head 的内存地址中创建。

官方也有跟帖Concurrency in Action Manning forums关于堆栈实现中的ABA问题。