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void Enqueue(const T& value){ auto newNode=new node(); newNode->data=value; newNode->next=nullptr; Node* currTail=tail.load(std::memory_order_relaxed); while(true) { Node* currNext = currTail->next; if(currNext == nullptr ) ...

这段代码是一个无锁队列中的入队操作函数。让我们逐行解释:

  1. 创建一个新的节点 newNode
  2. 将传入的值 value 赋给节点的 data 成员变量。
  3. 将节点的 next 指针设置为 nullptr,表示当前节点是队列中的最后一个节点。

接下来进入一个循环:

  1. 使用原子操作 load()tail 中获取当前尾节点指针 currTail,使用内存顺序为 std::memory_order_relaxed
  2. 获取当前尾节点的下一个节点指针 currNext = currTail->next

然后进行条件判断:

  1. 如果当前尾节点的下一个节点为空指针,则说明队列目前为空。在这种情况下,使用原子操作 compare_exchange_weak() 尝试将新节点插入到队列末尾:
    • 使用期望值参数为 currTail->next,即预期当前尾节点的下一个节点仍然为空。
    • 使用更新值参数为新创建的节点指针 newNode,即将新创建的节点插入到尾部。
    • 使用内存顺序参数为 std::memory_order_release(释放序)和 std::memory_order_relaxed(松弛序)。其中释放序保证了所有之前对共享数据(如尾指针)所做修改对其他线程可见,而松弛序则保证对该函数内部的后续操作不会与其他线程的同步操作发生冲突。

如果 compare_exchange_weak() 操作成功,表示当前尾节点的下一个节点仍然为空,并且成功将新节点插入到队列末尾。此时跳出循环并完成入队操作。

  1. 如果上述条件不满足,说明在判断是否为空后有其他线程同时进行了入队或出队操作。因此需要调用 compare_exchange_weak() 函数来更新尾指针:
    • 使用期望值参数为当前尾指针 currTail,即预期尾指针未被其他线程修改。
    • 使用更新值参数为当前尾节点的下一个节点指针 currNext,即将当前尾节点的下一个节点作为新的尾指针。
    • 使用内存顺序参数同样为 std::memory_order_releasestd::memory_order_relaxed

如果更新失败(即期望值和实际值不匹配),则重新回到循环开头继续重试;如果更新成功,则继续进行下一轮迭代。

总体而言,这段代码通过无锁方式实现了线程安全的入队操作。它利用原子操作来保证在多线程环境中对共享数据结构进行并发访问时的正确性和一致性。


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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