多线程的那点儿事16（之无锁链表）

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    前面，为了使得写操作快速进行，我们定义了顺序锁。但是顺序锁有个缺点，那就是处理的数据不能是指针，否则可能会导致exception。那么有没有办法使得处理的数据包括指针呢？当然要是这个链表没有锁，那就更好了。

    针对这种无锁链表，我们可以初步分析一下，应该怎么设计呢？   

    （1）读操作没有锁，那么怎么判断读操作正在进行呢，只能靠标志位了；

    （2）写操作没有锁，那么读操作只能一个线程完成；

    （3）写操作中如果是添加，那么直接加在末尾即可；

    （4）写操作中如果是删除，那么应该先删除数据，然后等到当前没有操作访问删除数据时，释放内存，但是首节点不能删除。

 

    普通链表的结构为，

typedef struct _LINK
{
    int data;
    struct _LINK* next;
}LINK;

    假设此时有32个线程在访问链表，那么可以定义一个全局变量value，每一个bit表示一个thread，读操作怎么进行呢，

void read_process()
{
    int index = get_index_from_threadid(GetThreadId());
    InterLockedOr(&value, 1 << index);
    /* read operation */
    InterLockedAnd(&value, ~(1<< index));
}

    那么，写操作怎么进行呢，

void write_process_add(LINK* pHead, LINK* pLink)
{
    /* add link to the tail of list */
}

void write_process_del(LINK* pHead, LINK* pLink)
{
    delete_link_from_list(pHead, pLink);
    while(1){
        if(0 == value)
            break;
         Sleep(100);
    }

    free(pLink);
}

    其中链表的删除操作为，

/*
*  From:
*    ->   a  ->  b -> c -> d
*
*  To:
*        -----------------
*        |               V
*    ->  a        b  ->  c ->d
*
*/

 

总结：

    （1）这种无锁链表有很多局限：多读少写、注意使用原子操作、不能删除头结点、数据只能添加到尾部、注意删除顺序和方法、读线程个数有限制等等；

    （2）写操作在操作前需要等待所有的读操作，否则有可能发生异常；

    （3）写操作不能被多个线程使用；

    （4）无锁链表应用范围有限，只是特殊情况下的一种方案而已。