《C++ Concurrency in Action》无锁队列push中for循环及CAS操作疑惑

一、for(;;)循环的实际作用 #

这是无锁编程里的自旋重试逻辑。无锁队列面向多线程并发场景，当你尝试用CAS操作修改共享变量（比如节点指针、tail指针）时，很可能因为其他线程同时修改这些变量导致CAS失败。这个无限循环会让当前线程不断重新获取队列的最新状态，再重复执行插入流程，直到整个push操作成功完成。

举个场景：你刚读取到tail的旧值，准备修改它的next指针，结果另一个线程抢先更新了tail，此时你的CAS就会失败，必须重新读取最新的tail，再走一遍插入步骤——这个循环就是干这个的，保证操作最终能完成（只要系统中没有线程挂起卡死）。

二、为什么要用old_data=nullptr去CASold_tail.ptr->data #

首先得明确这个无锁队列的设计细节：队列的tail指针始终指向一个"哨兵节点"——这个节点的data字段是nullptr，专门作为新元素的插入占位符。

执行push时，第一步就是尝试把这个哨兵节点的data从nullptr替换成待插入的新数据：

• old_data初始化为nullptr，是为了确认当前节点确实还是未被占用的空哨兵节点（没有被其他线程抢先使用）。
• 这个CAS的核心作用是原子性抢占插入位置：如果CAS成功，说明我们拿到了该节点的使用权，可以存入新数据；如果CAS失败，说明其他线程已经把数据放到这个节点里了，我们需要重新获取最新的tail，换节点重试。

等这个CAS成功后，还要创建一个新的空哨兵节点，将其设为当前节点的next，最后更新tail指针指向这个新哨兵——这样下一次push时就有了新的占位符。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者YuerWu