有朋友熟悉 C++ 编程吗?能帮我看看这里有什么 bug 吗(更新两个 atomic)
目的是实现一个 Multiset(Non-blocking)
template <typename T>
class CMSet {
bool contains(T element);
int count(T element);
void add(T element);
bool remove(T element);
};
template <typename T> struct ANode {
T data;
std::atomic<int> count{};
std::atomic<ANode<T>*> next;
size_t key{};
ANode() : next(nullptr) {};
explicit ANode(T data) : data(data), next(nullptr) {};
explicit ANode(T data, size_t key) : data(data), key(key), next(nullptr) {
this->count.store(1);
};
};
template<typename T>
class CMSetWithNonBlocking : public CMSet<T> {
private:
atomic<ANode<T>*> head;
public:
CMSetWithNonBlocking () {
auto* h = new ANode<T>;
h->key = std::numeric_limits<size_t>::min();
auto* t = new ANode<T>;
t->key = std::numeric_limits<size_t>::max();
head.store(h);
head.load()->next.store(t);
}
bool contains(T data) {
size_t key = std::hash<T>{}(data);
ANode<T>* curr = head.load()->next.load();
while (curr->key < key) {
curr = curr->next.load();
}
return curr->key == key && curr->count.load() > 0;
}
int count(T data) {
size_t key = std::hash<T>{}(data);
ANode<T>* curr = head.load()->next.load();
while (curr->key < key) {
curr = curr->next.load();
}
if (curr->key == key) {
return curr->count.load();
}
return 0;
}
void add(T data) {
size_t key = std::hash<T>{}(data);
auto* newNode = new ANode<T>(data, key);
while (true) {
ANode<T>* prev = head.load();
ANode<T>* curr = prev->next.load();
while (curr->key < key) {
prev = curr;
curr = curr->next.load();
}
if (curr->key == key) {
// If node with key exists, increment count atomically
int oldCount = curr->count.load();
if (curr->count.compare_exchange_weak(oldCount, oldCount + 1)) {
delete newNode; // newNode not needed, delete it
return;
}
} else {
// Insert new node
newNode->next.store(curr);
if (prev->next.compare_exchange_weak(curr, newNode)) {
return; // Successfully added
}
}
}
}
bool remove(T data) {
size_t key = std::hash<T>{}(data);
while (true) {
ANode<T>* prev = head.load();
ANode<T>* curr = prev->next.load();
while (curr->key < key) {
prev = curr;
curr = curr->next.load();
}
if (curr->key == key) {
int oldCount = curr->count.load();
if (oldCount == 0) {
return false; // Node already removed or never added
}
if (curr->count.compare_exchange_weak(oldCount, oldCount - 1)) {
if (oldCount - 1 == 0) {
// If count decremented to 0, remove node
ANode<T>* next = curr->next.load();
if (!prev->next.compare_exchange_weak(curr, next)) {
continue; // CAS failed, retry
} else {
delete curr; // Node removed, delete it
}
}
return true; // Count decremented successfully
}
// If CAS fails, loop will retry
} else {
return false; // Node with key not found
}
}
}
};
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leonshaw 278 天前
key 是 data 的 hash ,那一个 key 只对应一个 data ?
delete node 的时候,另一个线程可能正在遍历? remove() 里更新指针 CAS failed ,但是 curr->count 已经减了。 感觉这种场景要么锁,要么用类似 RCU 的机制,单独 atomic 做不了。 |
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GeruzoniAnsasu 278 天前 1
这…… 要吐槽的地方恐怕有点多
首先你的 CMSet 看起来是作为接口用的,但它并不是个抽象类 然后在 derived 类中,由于你要使用多态特性且试图自己管理裸指针,那么你必然要实现虚析构并满足 rule of three 然后你在计算 key 时试图直接使用 std::hash<T> ,但没有对 T 做任何 constraints/traits ,这会导致实际使用这个类时几乎必然失败(你只用这个 set 来存整数?) 构造和 add 函数缺乏模板转发 ( T&& t; std::forward<T>(t) ) 不过考虑到上一条,也许这个类确实不需要转发 再然后你试图用 atomic 来「以某种想象的方式保证一致性」—— 也是错的,在你的查找函数里有一个链表遍历,在并发条件下无锁遍历===不同步(你有没有考虑……正在附加上去的节点被脱链了?)另外你也忘了读写 count 和 delete 节是两个不同时点,很可能发生 A 读 count==1; B 增加 count 到 2; A 将节点删除 这样的时序。( count 不可交换,只能 atomic 增减) 析构函数完全没考虑——你是想让使用者保证这个对象一定不会在还有元素的时候销毁? 我的建议是 - 忘记 c++有 new 这个关键字,只有 make_shared 和 make_unique - 只要函数参数是个模板,就记得想想能不能套 std::forward - 重修 E 系列的书 - 数据结构中包含链表时,老老实实加锁 |
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zouzou0208 278 天前
@GeruzoniAnsasu 学习了,谢谢,感谢这么认真的回答。
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