非阻塞算法设计：利用Hazard Pointer/RCU解决并发中的内存回收问题 大家好，今天我们来探讨一个并发编程中非常重要且棘手的问题：内存回收。在多线程环境下，如果一个线程正在访问某个数据结构，而另一个线程释放了该数据结构所占用的内存，就会导致悬挂指针（dangling pointer）问题，进而引发程序崩溃或其他不可预测的行为。 传统的锁机制虽然可以避免数据竞争，但往往会引入性能瓶颈。非阻塞算法旨在提供更高的并发性，但同时也对内存管理提出了更高的要求。今天我们将重点介绍两种常用的非阻塞内存回收技术：Hazard Pointer 和 RCU (Read-Copy-Update)。 1. 问题的根源：并发环境下的内存回收 想象一下，一个链表被多个线程并发访问。一个线程 A 正在遍历链表，并持有一个指向某个节点的指针。与此同时，另一个线程 B 删除了该节点，并释放了其占用的内存。此时，线程 A 持有的指针就变成了悬挂指针。当线程 A 尝试访问该指针时，程序可能会崩溃。 更一般地说，这个问题可以描述为： 并发读写: 多个线程同时读写共享数据结构。 数据竞争: 读写操作之间没有适当的同步 …
C++ `RCU` (Read-Copy Update) 算法：高并发无锁读写场景的实现与应用
哈喽，各位好！今天咱们聊聊一个听起来有点高大上，但实际上原理挺简单的并发编程技巧——RCU，也就是Read-Copy Update。别害怕，虽然名字里有“Update”，但它其实是个读多写少的场景神器，能让你在高并发环境下实现无锁的读取操作，听起来是不是就很激动人心？ 一、RCU：名字很唬人，原理很简单 RCU，顾名思义，就是“读-复制-更新”。它的核心思想是： 读（Read）： 读取数据时，不需要加锁，直接读。 复制（Copy）： 修改数据时，先复制一份数据的副本。 更新（Update）： 修改副本，然后用修改后的副本替换旧数据。 是不是感觉有点像影子替身术？旧数据还在，新数据已经准备好了，然后瞬间切换，给人的感觉就是数据被更新了，但实际上旧数据还在某个地方待命。 二、为什么RCU能做到无锁读取？ 关键就在于“旧数据待命”。RCU依赖于一个很重要的概念——宽限期（Grace Period）。 宽限期： 指的是所有已经开始的读取操作都已经完成的时期。 也就是说，在宽限期内，可以确定之前启动的所有读取操作都已经结束，没有线程还在读取旧数据了。这个时候，我们就可以安全地释放旧数据占用的内存 …