《C++ Concurrency in Action》一书中的无锁队列实现中的这个“for”循环是什么意思？

Question

我正在阅读 Anthony Williams 的《C++ Concurrency in Action, Second Edition》，我遇到了这段代码：

template<typename T>
class lock_free_queue
{
private:
    void set_new_tail(counted_node_ptr &old_tail,
                      counted_node_ptr const &new_tail)
    {
        node* const current_tail_ptr=old_tail.ptr;
        while(!tail.compare_exchange_weak(old_tail,new_tail) &&
              old_tail.ptr==current_tail_ptr);
        if(old_tail.ptr==current_tail_ptr)
            free_external_counter(old_tail);
        else
            current_tail_ptr->release_ref();
    }
public:
    void push(T new_value)
    {
        std::unique_ptr<T> new_data(new T(new_value));
        counted_node_ptr new_next;
        new_next.ptr=new node;
        new_next.external_count=1;
        counted_node_ptr old_tail=tail.load();
        for(;;)
        {
            increase_external_count(tail,old_tail);
            T* old_data=nullptr;
            if(old_tail.ptr->data.compare_exchange_strong(
                   old_data,new_data.get()))
            {
                counted_node_ptr old_next={0};
                if(!old_tail.ptr->next.compare_exchange_strong(
                       old_next,new_next))
                {
                    delete new_next.ptr;
                    new_next=old_next;
                }
                set_new_tail(old_tail, new_next);
                new_data.release();
                break;
            }
            else
            {
                counted_node_ptr old_next={0};
                if(old_tail.ptr->next.compare_exchange_strong(
                       old_next,new_next))
                {
                    old_next=new_next;
                    new_next.ptr=new node;
                }
                set_new_tail(old_tail, old_next);
            }
        }
    }
};

剩下的部分在GitHub，从

listing_7.19.cpp

到

listing_7.22.cpp

。

这里我遇到了一些问题，我无法理解这部分：

for(;;)
        {
            increase_external_count(tail,old_tail);
            T* old_data=nullptr;
            if(old_tail.ptr->data.compare_exchange_strong(
                   old_data,new_data.get()))
            {
                counted_node_ptr old_next={0};
                if(!old_tail.ptr->next.compare_exchange_strong(
                       old_next,new_next))
                {
                    delete new_next.ptr;
                    new_next=old_next;
                }
                set_new_tail(old_tail, new_next);
                new_data.release();
                break;
            }
            else
            {
                counted_node_ptr old_next={0};
                if(old_tail.ptr->next.compare_exchange_strong(
                       old_next,new_next))
                {
                    old_next=new_next;
                    new_next.ptr=new node;
                }
                set_new_tail(old_tail, old_next);
            }
        }

首先，我认为

old_tail

不是 null，为什么在这个语句中将它与

old_data

（这是一个 nullptr）进行比较？

if(old_tail.ptr->data.compare_exchange_strong(
                   old_data,new_data.get()))

而且，上面的

for

循环实际上在做什么？

我完全无法理解这个。

Answer 1

我没有查看 GitHub 代码，但推测

ld_tail.ptr->data

是一个

std::atomic

，在这种情况下，

compare_exchange_strong()

在其第一个参数中接受对变量的 reference，并将根据需要更新该变量。因此，首先使用

nullptr

初始化变量意味着作者正在检查原子

data

是否具有值

nullptr

。如果是，则

data

将更新为第二个参数 (

new_data

) 的值。