tbb::concurrent_bounded_queue::size 线程不安全吗？

Question

来源有以下评论：

// Return the number of items in the queue; thread unsafe
std::ptrdiff_t size() const {
    return my_queue_representation->size();
}

但后来我查看了内部 impl，这一切似乎都是线程安全的（操作是 std::atomic 的负载，然后是一些减法）。

std::ptrdiff_t size() const {
    __TBB_ASSERT(sizeof(std::ptrdiff_t) <= sizeof(size_type), NULL);
    std::ptrdiff_t hc = head_counter.load(std::memory_order_acquire);
    std::ptrdiff_t tc = tail_counter.load(std::memory_order_relaxed);
    std::ptrdiff_t nie = n_invalid_entries.load(std::memory_order_relaxed);

    return tc - hc - nie;
}

评论是错误的，还是我遗漏了什么？

Answer 1

它是线程安全的，因为行为由 C++ 标准明确定义，即没有标准中定义的竞争条件。从结果是队列的原子快照的意义上说，它不是线程安全的，即不是顺序一致的实现。

允许负尺寸是经过深思熟虑的设计决定。 N 的负数表示有 N 个待处理的弹出。旧版本的 TBB 有这样的评论：

//! Integral type for representing size of the queue.
/** Note that the size_type is a signed integral type.
    This is because the size can be negative if there are pending pops without corresponding pushes. */
typedef std::ptrdiff_t size_type;

最新版本似乎缺少注释。 （我是 TBB 的原始架构师，但不再为英特尔工作，所以我不能代表当前版本的意图。）

队列静止时，返回值准确，非静止时返回值可能不准确。实际上，实现size() 以返回原子快照不会增加太多价值，因为如果队列处于活动状态，则返回的值可能会立即变得不准确。这就是为什么会有 try_push 和 try_pop 之类的操作，而不是像在常规 STL 中那样让用户检查队列，然后将其作为单独的操作进行操作。