C++原子列表容器

Question

我在玩std::atomic但我想我没有完全理解这个概念。我想知道为什么没有原子容器。所以我玩了一会儿。首先，我尝试了以下方法：

std::atomic<std::list<int> > atomicList;

但是正如其他人已经指出的那样，这是行不通的，因为构造函数是noexcept的。所以我创建了某种黑客：

template<class T>
class MyList
{
public:
    //Make sure that no exception is thrown
    MyList() noexcept
        try: l()
    {}catch(...) {}
    void push_back(const T &t) { l.push_back(t); }
    void pop_front() { l.pop_front(); }
    size_t size() const { return l.size(); }
private:
    list<T> l;
};
atomic<MyList<int> > atomicList;

现在我使用它，但我发现它无法正常工作，并且出现分段错误。

有人可以解释为什么无法以这种方式创建原子列表吗？

编辑：如果有人想看看我的测试程序如何真正寻找更好的理解：

#include <list>
#include <thread>
#include <sys/time.h>
#include <iostream>
#include <atomic>
using namespace std;
template<class T>
class MyList
{
public:
    MyList() noexcept
        try: l()
    {}catch(...) {}
    void push_back(const T &t) { l.push_back(t); }
    void pop_front() { l.pop_front(); }
    size_t size() const { return l.size(); }
private:
    list<T> l;
};
atomic<MyList<int> > l;
void work()
{
    for(unsigned int i = 0; i < 100000; ++i)
    {
        //Called operator()
        ((MyList<int>&)l).push_back(i);
        ((MyList<int>&)l).push_back(((MyList<int>&)l).size());
        ((MyList<int>&)l).pop_front();
    }
}
int main(int argc, char *args[])
{
    struct timeval time1;
    struct timeval time2;
    gettimeofday(&time1, 0);
    thread t1(work);
    thread t2(work);
    thread t3(work);
    thread t4(work);
    t1.join();
    t2.join();
    t3.join();
    t4.join();
    gettimeofday(&time2, 0);
    cout<<((time2.tv_sec-time1.tv_sec)+double(time2.tv_usec-time1.tv_usec)/1000000)<<endl;
}

Answer 1

第一个也是最重要的问题：这不可能奏效。您需要围绕成员函数的执行进行同步，而不是围绕检索列表进行同步。 std::atomic甚至没有开始类似于您需要的东西。

关于您尝试的实现，对T&进行atomic<T>不能做任何合理的事情。

即使它有意义，这样的强制转换也会完全忘记对象的原子性，因此您对引用所做的任何事情都不会是原子操作。

Answer 2

((MyList<int>&)l).push_back(i);

std::atomic不提供引用的转换运算符。如果你使用static_cast，它甚至不会编译，但在这里C-cast直接将std::atomic<MyList<int>>重新解释为MyList<int>，这有充分的理由不工作。

您不能直接修改std::atomic中的内容。您需要使用 load() 检索数据的副本，修改此副本，然后将其换回 store() 。