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无锁链表实现

无锁链表是一种并发数据结构,它允许多个线程在不使用锁的情况下并发地对链表进行插入、删除和查找操作。无锁算法通常使用原子操作来保证线程间的同步和一致性。

以下是一个简单的无锁链表实现的示例:

#include <atomic>

// 链表节点定义
template <typename T>
struct Node {
    T data;
    std::atomic<Node<T>*> next;
};

// 无锁链表类定义
template <typename T>
class LockFreeList {
public:
    LockFreeList() : head(nullptr) {}

    ~LockFreeList() {
        Node<T>* curr = head.load();
        while (curr != nullptr) {
            Node<T>* next = curr->next.load();
            delete curr;
            curr = next;
        }
    }

    void Insert(const T& value) {
        Node<T>* newNode = new Node<T>;
        newNode->data = value;

        // 获取当前头节点
        Node<T>* currHead = head.load();

        do {
            newNode->next.store(currHead);
        } while (!head.compare_exchange_weak(currHead, newNode));
    }

    bool Contains(const T& value) const {
        Node<T>* curr = head.load();
        
        while (curr != nullptr) {
            if (curr->data == value)
                return true;
            
            curr = curr->next.load();
        }
        
        return false;
    }

private:
    std::atomic<Node<T>*> head;
};

这是一个简单的基于CAS(Compare and Swap)原子操作实现的无锁链表。在插入操作中,通过循环使用compare_exchange_weak()方法来尝试更新头节点,直到成功更新为止。在查找操作中,遍历链表并比较节点的值。

请注意,这只是一个简化的示例,并且没有处理内存管理和其他复杂性。实际上,实现高效的无锁链表需要考虑许多细节和技巧,并且通常需要更复杂的算法和数据结构。因此,在实际应用中使用无锁数据结构时,请仔细研究相关文献和库,以确保正确性和性能。


内容由零声教学AI助手提供,问题来源于学员提问

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