C++编程指南31 - 除非绝对必要，否则不要使用无锁编程

一： 概述：

   无锁编程容易出错，并且需要专家级的知识，包括：

• 语言特性（如 C++ 的 std::atomic）

• 计算机架构（如 CPU 缓存一致性协议）

• 数据结构（如无锁队列、无锁栈）

二：示例

extern atomic<Link*> head;        // 共享链表的头指针

Link* nh = new Link(data, nullptr);    // 为插入准备一个新节点
Link* h = head.load();                 // 读取共享的头指针

do {
    if (h->data <= data) break;        // 如果不满足插入条件，则退出
    nh->next = h;                      // 让新节点指向当前的头节点
} while (!head.compare_exchange_weak(h, nh));    // 尝试把 nh 设置为新的头节点

• 这里存在 ABA 问题，即 h 可能在 compare_exchange_weak 过程中被其他线程修改并恢复，导致 compare_exchange_weak 误以为 h 未变，进而错误地插入 nh。

• 这种错误很难通过测试发现，因为并发问题通常是非确定性的。

三：总结

        高层次的并发机制（如 线程 和 互斥锁）本质上是基于无锁编程实现的，但它们隐藏了底层的复杂性，使开发者更容易正确使用。如果必须使用无锁数据结构，优先使用现成的库，例如：

• folly::AtomicLinkedList（Facebook 开源库）实现了无锁链表

• libcds 提供成熟的无锁数据结构（队列、哈希表等）