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c++26的并发危险指针(std::hazard_pointer)将如何简化无锁编程? (内存回收)

冰火之心

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发布时间:2026-01-16 16:26:02

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来源于php中文网

原创

C++标准中不存在也永不加入std::hazard_pointer;它既非已批准TS,也未进入C++26草案,当前仅见于Boost、folly等非标实现,内存回收仍需手动组合原子操作与外部机制。

c++26的并发危险指针(std::hazard_pointer)将如何简化无锁编程? (内存回收)

目前没有 std::hazard_pointer,C++26 标准中也**不会加入它**。这是个常见误解——它既不是已批准的 TS(技术规范),也没进入 C++26 的工作草案(如 N4981、N4993)。

为什么你搜到的“C++26 hazard pointer”大多是误传?

这类说法通常混淆了以下几件事:

  • Boost.Lockfree 曾实验性提供 boost::lockfree::hazard_pointer,但它从未成为 ISO C++ 标准提案
  • 某些编译器(如 GCC 的 libstdc++)或第三方库(如 folly、abseil)实现了类似机制,但属于扩展,非标准
  • WG21(C++ 标准委员会)近年讨论过内存回收方案(如 std::memory_reclamation 概念提案),但明确搁置了 hazard pointer 方案,转而倾向更通用的 epoch-based 或 RCU-like 接口

当前无锁编程中,内存回收真正依赖什么?

主流实践仍是手动组合原子操作与外部回收机制,没有标准封装:

  • std::atomic 只保证指针本身的原子读写,不管理其所指对象生命周期
  • 必须配合用户实现的延迟回收逻辑:比如用 std::shared_ptr(但有性能开销)、或自定义 hazard pointer 池 + 周期性扫描 + 内存屏障
  • 典型错误是忘记在读取指针后“标记存活”,导致其他线程提前 delete —— 这正是 hazard pointer 想解决的问题,但标准没给

如果你真想用 hazard pointer,现在能怎么做?

只能靠非标方案,且需谨慎评估兼容性与维护成本:

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  • folly::HazardPointer(Facebook 开源):API 类似经典论文实现,但绑定 folly 生态,不跨平台轻量
  • urcu(Userspace RCU):Linux 用户态成熟方案,支持静默等待(quiescent state),但需要线程显式注册/退出
  • 自己实现最小集:至少要包含线程局部 hazard pointer 数组、全局待回收链表、std::atomic_thread_fence(std::memory_order_acquire) 保证可见性
// 简化示意:一个 hazard pointer “声明存活” 的关键动作(非标准!)
struct hazard_ptr {
    static thread_local std::atomic current;
    static void set(void* p) { current.store(p, std::memory_order_relaxed); }
};
// 注意:这不能防止 p 被 delete,仅作示意;真实实现需配套回收端扫描逻辑

真正容易被忽略的是:即使未来某天 C++ 加入类似设施,它也不会“简化”无锁编程本身——只是把最难缠的内存回收部分从每个数据结构里抽出来复用。写对 compare_exchange_weak 循环、处理 ABA、保证发布顺序,这些依然得自己扛。

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