c++ - 为什么 std::atomic<T>::compare_exchange_* 不应遭受 ABA 问题？

Question

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

// 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？
这么说吧:

• old_head->next 在线程被抢占之前(就在compare_exchange_weak之前)获得resolved
• 然后 BA 场景就会发生
• 线程恢复后head == old_head有效；在这种情况下，old_head->next 不会再次解析，指向无效的内存位置
• compare_exchange_weak 将被执行并通过，但值 old_head->next 仍将是旧值

然后就会发生 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，我认为这并不重要，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(CiA 中的列表 7.9)的实现，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保留着对它的引用，因此新创建的头无法在旧头的内存地址中创建。

官方也有一个帖子Concurrency in Action Manning forums关于堆栈实现中的ABA问题。