[结贴]利用std::atomic实现一个lockfree结构,析构的时候崩溃了

asker160

我照着cppreference的例子，为stack增加了一个析构函数:

  #include<atomic>
  template<class T>
  struct node{
      T data;
      node* next;
      node(const T&data):data(data),next(nullptr){}
  };  
  template<class T>
  class stack{
      std::atomic<node<T>*> head;
  public:
      void push(const T&data)
      {   
          node<T>* new_node=new node<T>(data);
          new_node->next=head.load(std::memory_order_relaxed);
          while(!std::atomic_compare_exchange_weak_explicit(
                      &head,
                      &new_node->next,
                      new_node,
                      std::memory_order_release,
                      std::memory_order_relaxed));
      }   
      ~stack(){ //我添加的函数
          node<T>* p=head;
          while(p) {
              node<T>* next=p->next;
              delete p;                                                         
              p=next;
          }
      }
  };  

  int main()
  {
      stack<int> s;
      s.push(1);
      s.push(2);
      s.push(3);
      return 0;
  }
程序执行到~stack，最后一次delete的时候，出错了

1. $ g++ myatomic.cpp -std=c++11
   
2. $ ./a.out
   
3. *** Error in `./a.out': munmap_chunk(): invalid pointer: 0x0000000000400b00 ***
   
4. ======= Backtrace: =========
   
5. /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6(+0x77725)[0x7f07173a2725]
   
6. /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6(cfree+0x1a8)[0x7f07173aec18]
   
7. ./a.out[0x4008f5]
   
8. ./a.out[0x400829]
   
9. /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf0)[0x7f071734b830]
   
10. ./a.out[0x4006d9]
    
11. ======= Memory map: ========
    
12. 00400000-00401000 r-xp 00000000 08:01 2506641                            /home/x/cpp/x01/a.out
    
13. 00601000-00602000 r--p 00001000 08:01 2506641                            /home/x/cpp/x01/a.out
    
14. 00602000-00603000 rw-p 00002000 08:01 2506641                            /home/x/cpp/x01/a.out
    
15. 022f6000-02328000 rw-p 00000000 00:00 0                                  [heap]
    
16. 7f0717022000-7f071712a000 r-xp 00000000 08:01 2102313                    /lib/x86_64-linux-gnu/libm-2.23.so
    
17. 7f071712a000-7f0717329000 ---p 00108000 08:01 2102313                    /lib/x86_64-linux-gnu/libm-2.23.so
    
18. 7f0717329000-7f071732a000 r--p 00107000 08:01 2102313                    /lib/x86_64-linux-gnu/libm-2.23.so
    
19. 7f071732a000-7f071732b000 rw-p 00108000 08:01 2102313                    /lib/x86_64-linux-gnu/libm-2.23.so
    
20. 7f071732b000-7f07174eb000 r-xp 00000000 08:01 2102243                    /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.23.so
    
21. 7f07174eb000-7f07176ea000 ---p 001c0000 08:01 2102243                    /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.23.so
    
22. 7f07176ea000-7f07176ee000 r--p 001bf000 08:01 2102243                    /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.23.so
    
23. 7f07176ee000-7f07176f0000 rw-p 001c3000 08:01 2102243                    /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.23.so
    
24. 7f07176f0000-7f07176f4000 rw-p 00000000 00:00 0
    
25. 7f07176f4000-7f071770a000 r-xp 00000000 08:01 2102281                    /lib/x86_64-linux-gnu/libgcc_s.so.1
    
26. 7f071770a000-7f0717909000 ---p 00016000 08:01 2102281                    /lib/x86_64-linux-gnu/libgcc_s.so.1
    
27. 7f0717909000-7f071790a000 rw-p 00015000 08:01 2102281                    /lib/x86_64-linux-gnu/libgcc_s.so.1
    
28. 7f071790a000-7f0717a7c000 r-xp 00000000 08:01 1312401                    /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6.0.21
    
29. 7f0717a7c000-7f0717c7c000 ---p 00172000 08:01 1312401                    /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6.0.21
    
30. 7f0717c7c000-7f0717c86000 r--p 00172000 08:01 1312401                    /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6.0.21
    
31. 7f0717c86000-7f0717c88000 rw-p 0017c000 08:01 1312401                    /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6.0.21
    
32. 7f0717c88000-7f0717c8c000 rw-p 00000000 00:00 0
    
33. 7f0717c8c000-7f0717cb2000 r-xp 00000000 08:01 2102215                    /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.23.so
    
34. 7f0717e8e000-7f0717e93000 rw-p 00000000 00:00 0
    
35. 7f0717eae000-7f0717eb1000 rw-p 00000000 00:00 0
    
36. 7f0717eb1000-7f0717eb2000 r--p 00025000 08:01 2102215                    /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.23.so
    
37. 7f0717eb2000-7f0717eb3000 rw-p 00026000 08:01 2102215                    /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.23.so
    
38. 7f0717eb3000-7f0717eb4000 rw-p 00000000 00:00 0
    
39. 7ffec8e19000-7ffec8e3a000 rw-p 00000000 00:00 0                          [stack]
    
40. 7ffec8edb000-7ffec8edd000 r--p 00000000 00:00 0                          [vvar]
    
41. 7ffec8edd000-7ffec8edf000 r-xp 00000000 00:00 0                          [vdso]
    
42. ffffffffff600000-ffffffffff601000 r-xp 00000000 00:00 0                  [vsyscall]

复制代码

这个错误到底是怎么回事? 调试的时候是第三次delete的时候崩溃。没有发现程序有什么异常啊。
还请指教!

lxyscls

gcc version 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-4) (GCC) 表示正常

cjfeii

对那块内存加一个watch，看一下在执行哪行代码的时候出的问题

asker160

加了构造函数stack():head(nullptr){}就解决了。

zylthinking

你这倒是无锁， 就是有循环。。。。。。。。。。。。。。

lxyscls

zylthinking 发表于 2017-01-05 09:49
你这倒是无锁， 就是有循环。。。。。。。。。。。。。。

楼主的代码来源：http://en.cppreference.com/w/cpp/atomic/atomic_compare_exchange

没循环不可能，lock-free不等于wait-free

yulihua49

lxyscls 发表于 2017-01-05 14:02
楼主的代码来源：http://en.cppreference.com/w/cpp/atomic/atomic_compare_exchange

没循环不可能，l ...

死循环还不如锁，占资源啊！如果用在手机上，耗电，而且别的别干了。

lxyscls

回复 7# yulihua49

加锁的数据结构，多跑四五个线程（每个核跑一个），性能就上不去了，不光上不去，再多还往下掉，不带锁的，还有希望。
死不死循环，还是看数据来源。数据没了，还可以选择用户态pause，要是一直没有，干脆就把调度交出去。

yulihua49

lxyscls 发表于 2017-01-09 09:22
回复 7# yulihua49

加锁的数据结构，多跑四五个线程（每个核跑一个），性能就上不去了，不光上不去，再 ...

消费者得不到数据，死循环等？超过5个线程能比加锁性能高？32核弄32个线程没事死循环等？服务器嗷嗷叫。
如果挂起，还要等事件解挂，跟等锁一样啊！那不就是条件锁吗？

我测试解一次锁大约3～7微秒，是比较慢。

yulihua49

lxyscls 发表于 2017-01-09 09:22
回复 7# yulihua49

加锁的数据结构，多跑四五个线程（每个核跑一个），性能就上不去了，不光上不去，再 ...

我们这样的：

queue
mutex_lock
cond_lock

消费者：
lock(&mutex_lock);
while(!(p=get(queue))) {  //没有资源
        cond_wait(&cond_lock,&mutex_lock);//消费者在此挂起等待，用户态pause。你会比他效率高？
}
unlock(&mutex_lock);
//p得到资源。
........
生产者：
lock(&mutex_lock);
add(queue,data);
unlock(&mutex_lock)
cond_signal(&cond_lock);//给消费者发信号解锁；
........