C++11如何实现无锁队列
无锁操作的本质依赖的原子操作，C++11提供了atomic的原子操作支持
atomic
compare_exchange_weak / compare_exchange_strong
当前值与期望值相等时，修改当前值为设定值，返回true
当前值与期望值不等时，将期望值修改为当前值，返回falsememory_order枚举值
template<typename T>
class lock_free_stack
{
private:
struct node
{
T data;
node* next;
node(T const& data_):
data(data_)
{
}
};
std::atomic<node*> head;
public:
void push(T const& data)
{
node* const new_node=new node(data);
new_node->next=head.load();
/*
** 当前值.compare_exchange_weak(期望值, 设置值)
** 单线程的情况：
** 第一次执行while循环：
** 此时当前值与期望值相等，修改当前值为设定值 head = new_node，返回true
** 多线程的情况：
** 第一次执行循环体的时候：
** compare_exchange_weak如果失败, 返回false, 证明有其他线程更新了栈顶head，
** 当前值与期望值不等时，将期望值修改为当前值, 即new_node->next等于新的栈顶head,
** 被其他线程更新的新栈顶值会被更新到new_node->next中，
** 因此循环可以直接再次尝试压栈而无需由程序员更新new_node->next。
** 然后第二次执行循环体：
** 此时 head == new_node->next, 所以 head = new_node.
** 如果这是仍有其他线程干扰，则仍为循环更新new_node->next
*/
while(!head.compare_exchange_weak(new_node->next,new_node));
}
};
CAS原子操作
- CAS即Compare and Swap，是所有CPU指令都支持CAS的原子操作（X86中CMPXCHG汇编指令），用于实现实现各种无锁（lock free）数据结构。
- CAS用于检查一个内存位置是否包含预期值，如果包含，则把新值复赋值到内存位置。成功返回true，失败返回false。
示例代码如下：
bool compare_and_swap ( int *memory_location, int expected_value, int new_value)
{
if (*memory_location == expected_value)
{
*memory_location = new_value;
return true;
}
return false;
}
ABA问题
所谓ABA（见维基百科的ABA词条），问题基本是这个样子：
- 进程P1在共享变量中读到值为A
- P1被抢占了，进程P2执行
- P2把共享变量里的值从A改成了B，再改回到A，此时被P1抢占。
- P1回来看到共享变量里的值没有被改变，于是继续执行。
虽然P1以为变量值没有改变，继续执行了，但是这个会引发一些潜在的问题。ABA问题最容易发生在lock free 的算法中的，CAS首当其冲，因为CAS判断的是指针的地址。如果这个地址被重用了呢，问题就很大了。（地址被重用是很经常发生的，一个内存分配后释放了，再分配，很有可能还是原来的地址）
eg:
好比你拿着一个装满钱的手提箱在飞机场，此时过来了一个火辣性感的美女，然后她很暖昧地挑逗着你，并趁你不注意的时候，把用一个一模一样的手提箱和你那装满钱的箱子调了个包，然后就离开了，你看到你的手提箱还在那，于是就提着手提箱去赶飞机去了。
这就是ABA的问题。
Fetch-And-Add （FAA）
一般用来对变量做+1的原子操作
Test-And-Set (TAS)
写值到某个内存位置并传回其旧值
参考文章
C++11：原子交换函数compare_exchange_weak和compare_exchange_strong
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