标准::原子::compare_exchange与两个memory_order参数一起使用的真实示例

在许多情况下，compare_exchange上的第二个内存排序参数设置为memory_order_relaxed。在这些情况下，省略它通常没有错，只是效率可能降低。

下面是一个简单的、无锁的列表/堆栈示例，它需要在compare_exchange_weak上安装第二个不同的排序参数才能实现无数据争用。

对push的调用可以并发执行，但为了避免无锁数据操作的复杂性， 假设在执行对push的调用时无法从堆栈中删除节点;即避免悬空指针。

template<typename T>
class mystack {
struct node {
node *next = nullptr;
T data;
int id;
node(int id) : id{id} { }
};
std::atomic<node *> head{nullptr};
public:
void push(T data, int id);
bool pop(T &data); // not implemented
};

template<typename T>
void mystack<T>::push(T data, int id)
{
node *newnode = new node{id};
newnode->data = std::move(data);
node *current_head = head.load(std::memory_order_relaxed);   // A
for (;;)
{
newnode->next = current_head;
if (head.compare_exchange_weak(current_head, newnode,
std::memory_order_release,   // B
std::memory_order_acquire))  // C
{
/*
* 'current_head' may not be derefenced here since the initial load (at A)
* does not order memory 'current_head' is pointing at.
*
* a release barrier (at B) is necessary to make 'newnode' available
* to other threads
*/
std::cout << "Insertion successfuln";
break;
} else
{
/*
* 'current_head' is the updated head pointer after 'compare_exchange' failed
* Since it was inserted by another thread (the CAS failed),
* an acquire barrier must be set (at C) in order to be able to access data
* 'current_head' is pointing at.
*/
std::cout << "Insertion failed after head changed to id: " <<
current_head->id << std::endl;
}
}
}

在push中，初始load(在 A 处(是一个松弛操作，这意味着即使head指针是原子加载的， 它可能不会被取消引用，因为它引用的内存在此线程中是无序的。

如果compare_exchange_weak返回成功，newnode将插入列表的头部，并通过设置释放屏障(在 B 处(提供给其他线程。 另一个访问此数据的线程(稍后通过pop(需要设置获取屏障。

如果compare_exchange_weak返回失败(虚假地忘记(，另一个线程刚刚插入一个新的node实例，current_head更新为新值head。 由于current_head现在指向在另一个线程中分配和释放的数据，因此如果要取消引用current_head，则需要获取屏障。
这是正确的，因为cout失败消息包含current_head->id。

如果省略最后一个参数，则第一个屏障参数将用于故障load场景，但由于这是一个释放屏障， 有效屏障会衰减到memory_order_relaxed，导致current_head->id上的数据竞争。