單鏈表插入同步

Question

假設我有一個排序的，單鏈接的N個整數列表，其中沒有重復項，並且k個線程（其中k << N ），每個都嘗試將一些整數（大於頭節點）插入到列表中。

是否可以將插入同步到這樣的列表中，以便：

• 線程可能只阻止對其（直接）前一節點的訪問
  （沒有鎖定“整個列表”）
• 最多可以使用O（k）互斥量和條件變量
• 不會發生搶占/中斷

？

Answer 1

首先，如果插入集合只是一個非常罕見的任務，那么鏈表不是一個很好的解決方案 - 因為找到插入點是O(N)操作，即使對於排序列表，因此最終縮放嚴重。

如果你仍然需要這樣做，可以將一個插入（不像刪除）作為無鎖操作執行排序列表，但要小心：

1. 找到插入點， cur
2. 創建新節點（指定上一個/下一個鏈接到cur / cur->next ）
3. 原子操作： compare_and_swap(cur->next, new, new->next);
   如果失敗： if (new->value == next->value) return; // someone beat us to it if (new->value == next->value) return; // someone beat us to it
   否則： cur = cur->next並重復跳舞（列表已排序，有人插在我們面前）

即嘗試鏈接新節點的結果是要么我們成功，要么有人打敗我們插入相同的節點（在這種情況下我們沒有 - 它已經存在），或有人插入間隙（即現有的是N ， N+3 ，我們嘗試了N+1 ，其他人成功了N+2 ）在這種情況下我們重試直到我們成功或者找到其他人完成的“我們的”節點。

同步刪除要困難得多; 查找RCU（讀取 - 復制 - 更新）。