Yebangyu's Blog

Fond of Concurrency Programming , Distributed System and Machine Learning

Lock Free中的Hazard Pointer(中)

看过上篇的朋友，可能会认为：这不就是Smart Pointer么？于是可能写出这样的代码：

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#include<iostream>
#include<thread>
using namespace std;
class SmartPointer
{
public:
  SmartPointer(int *p)
  {
    pointee_ = p;
    ref_counts_ = 0;
  }
  int *pointee_;
  int ref_counts_;
};
SmartPointer sp(new int(1));
void Reader()
{
  ++sp.ref_counts_;
  cout<<*(sp.pointee_)<<endl;
  --sp.ref_counts_;
}
void Writer()
{
  if (sp.ref_counts_ == 0)
    delete sp.pointee_;
}
int main()
{
  thread t1(Reader);
  thread t2(Reader);
  thread t3(Reader);
  thread t4(Writer);
  t1.join();
  t2.join();
  t3.join();
  t4.join();
  return 0;
}

然而事实上，这样做是错的。其中的race condition请读者自行分析。

那么，Hazard Pointer(HP)和Smart Pointer(SP)有什么区别呢？它们的共同点就是管理对应对象的生命周期，然而这两者有本质的区别，HP是线程安全的，而SP不是。

在HP中，每个读线程维护着自己的HP list，这个list，只由该线程写。因此，它是线程安全的。该list会（可以）被其他线程读。

每个写线程维护自己的retire list，该retire list只由该写线程进行读写。由于写线程可以读其他所有读线程的HP list，这样，差集（在自己的retire list，但是不在所有读线程的HP list里的指针），就是可以安全释放的指针。

而SP，则被多个线程读写，18、19两行也无法做成原子操作，因此，SP和HP有本质的区别，使用SP的程序往往需要搭配使用锁等设施来保证线程安全。

到这里，读者诸君对HP应该有了一定的了解。下集，我们将介绍工业级代码里实现HP的一些思路和技巧，敬请期待。