C++项目中实现无锁队列

C++中实现无锁队列（Lock-Free Queue）需要结合原子操作（如CAS）和内存模型，确保多线程环境下的线程安全。

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一、基于链表的无锁队列实现

1. 数据结构设计

• 节点结构：每个节点包含数据和原子指针next，用于链式连接。

• 头尾指针：使用std::atomic<Node*>类型的head和tail，初始化时指向哑节点（Dummy Node）。

template<typename T>
class LockFreeQueue {
private:struct Node {T data;std::atomic<Node*> next;Node(const T& val) : data(val), next(nullptr) {}};std::atomic<Node*> head;std::atomic<Node*> tail;public:LockFreeQueue() {Node* dummy = new Node(T());  // 哑节点head.store(dummy);tail.store(dummy);}~LockFreeQueue() {while (Node* old_head = head.load()) {head.store(old_head->next);delete old_head;}}
};

2. 入队操作（Push）

• CAS更新尾指针：创建新节点后，通过compare_exchange_weak原子更新tail指针。若失败（其他线程已修改tail），则重试。

void enqueue(const T& val) {Node* new_node = new Node(val);Node* old_tail = tail.load();while (!old_tail->next.compare_exc