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#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;
}
好的。它编译和执行没有错误。但是,仍然存在问题,我在下面进行了描述。
http://coliru.stacked-crooked.com/a/1fe71fafc5dde518
在我看来,结果不是预期的: 注意事项 等于
我对上面的代码有一个大问题。
特别是 $1
行中的比较让我很头疼。我的意思是,这种比较总是返回 false,尽管它应该在第一次返回 true。
我很困惑,所以我查看了内存中的 empty
和 head
,实际上它们是不同的。 head
等于 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
(当涉及到字节时),似乎没问题。但是 empty
等于:0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x7f7f7f7f7f
。更有趣的是 $2
中的 next
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
。所以它的行为是不确定的,所以我假设有任何未定义的行为,但为什么呢?我做错了什么,请向我解释这种行为。
附言我知道 $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 上进行了测试。结果是一样的。
@PeterCordes 创建的源链接:https://godbolt.org/g/X02QV8
最佳答案
填充。 std::atomic::compare_exchange*
比较两个对象的内存表示,就像通过 memcmp
一样。如果结构有填充,它的内容是不确定的,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(注意 CountedNode
甚至没有定义 operator==
).
在 64 位版本中,counter
后有填充,您会发现问题所在。在 32 位构建中,没有,你也没有。
编辑:我现在认为下面的部分是错误的;仅为完整性而保留。 std::atomic_init
不执行任何操作来将填充置零;该示例似乎只是偶然起作用。
head
(以及 Node::next
)应该用 std::atomic_init
初始化:
std::atomic_init(&head, CountedNode());
关于c++ - 同一类的相同实例但行为不同。可能的 UB,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/38868311/
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