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[libcds.git] / cds / container / michael_set_nogc.h
index 46b6058e73e4d10edc9a036c3829eecb398ab27e..b3e7db4be2203531c6ce1da68e597f187ec5f5ca 100644 (file)
@@ -1,9 +1,37 @@
-//$$CDS-header$$
-
-#ifndef __CDS_CONTAINER_MICHAEL_SET_NOGC_H
-#define __CDS_CONTAINER_MICHAEL_SET_NOGC_H
-
-#include <cds/container/michael_set_base.h>
+/*
+    This file is a part of libcds - Concurrent Data Structures library
+
+    (C) Copyright Maxim Khizhinsky (libcds.dev@gmail.com) 2006-2016
+
+    Source code repo: http://github.com/khizmax/libcds/
+    Download: http://sourceforge.net/projects/libcds/files/
+    
+    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
+    modification, are permitted provided that the following conditions are met:
+
+    * Redistributions of source code must retain the above copyright notice, this
+      list of conditions and the following disclaimer.
+
+    * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice,
+      this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
+      and/or other materials provided with the distribution.
+
+    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS"
+    AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
+    IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
+    DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
+    FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
+    DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
+    SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER
+    CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
+    OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+    OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.     
+*/
+
+#ifndef CDSLIB_CONTAINER_MICHAEL_SET_NOGC_H
+#define CDSLIB_CONTAINER_MICHAEL_SET_NOGC_H
+
+#include <cds/container/details/michael_set_base.h>
 #include <cds/gc/nogc.h>
 #include <cds/details/allocator.h>
 
@@ -13,51 +41,60 @@ namespace cds { namespace container {
     /** @ingroup cds_nonintrusive_set
         \anchor cds_nonintrusive_MichaelHashSet_nogc
 
-        This specialization is intended for so-called persistent usage when no item
+        This specialization is so-called append-only when no item
         reclamation may be performed. The class does not support deleting of list item.
 
         See \ref cds_nonintrusive_MichaelHashSet_hp "MichaelHashSet" for description of template parameters.
-        The template parameter \p OrderedList should be any gc::nogc-derived ordered list, for example,
-        \ref cds_nonintrusive_MichaelList_nogc "persistent MichaelList".
-
-        The interface of the specialization is a slightly different.
+        The template parameter \p OrderedList should be any \p gc::nogc -derived ordered list, for example,
+        \ref cds_nonintrusive_MichaelList_nogc "append-only MichaelList".
     */
     template <
         class OrderedList,
 #ifdef CDS_DOXYGEN_INVOKED
-        class Traits = michael_set::type_traits
+        class Traits = michael_set::traits
 #else
         class Traits
 #endif
     >
-    class MichaelHashSet< gc::nogc, OrderedList, Traits >
+    class MichaelHashSet< cds::gc::nogc, OrderedList, Traits >
     {
     public:
-        typedef OrderedList bucket_type     ;   ///< type of ordered list used as a bucket implementation
-        typedef Traits      options         ;   ///< Traits template parameters
+        typedef cds::gc::nogc gc;        ///< Garbage collector
+        typedef OrderedList bucket_type; ///< type of ordered list to be used as a bucket implementation
+        typedef Traits      traits;      ///< Set traits
 
-        typedef typename bucket_type::value_type        value_type      ;   ///< type of value stored in the list
-        typedef gc::nogc                                gc              ;   ///< Garbage collector
-        typedef typename bucket_type::key_comparator    key_comparator  ;   ///< key comparison functor
+        typedef typename bucket_type::value_type        value_type;     ///< type of value stored in the list
+        typedef typename bucket_type::key_comparator    key_comparator; ///< key comparison functor
 
         /// Hash functor for \ref value_type and all its derivatives that you use
-        typedef typename cds::opt::v::hash_selector< typename options::hash >::type   hash;
-        typedef typename options::item_counter          item_counter    ;   ///< Item counter type
-
-        /// Bucket table allocator
-        typedef cds::details::Allocator< bucket_type, typename options::allocator >  bucket_table_allocator;
+        typedef typename cds::opt::v::hash_selector< typename traits::hash >::type hash;
+        typedef typename traits::item_counter  item_counter; ///< Item counter type
 
     protected:
         //@cond
-        typedef typename bucket_type::iterator          bucket_iterator;
-        typedef typename bucket_type::const_iterator    bucket_const_iterator;
+        class internal_bucket_type: public bucket_type
+        {
+            typedef bucket_type base_class;
+        public:
+            using base_class::node_type;
+            using base_class::alloc_node;
+            using base_class::insert_node;
+            using base_class::node_to_value;
+        };
+
+        /// Bucket table allocator
+        typedef cds::details::Allocator< internal_bucket_type, typename traits::allocator >  bucket_table_allocator;
+
+        typedef typename bucket_type::iterator        bucket_iterator;
+        typedef typename bucket_type::const_iterator  bucket_const_iterator;
         //@endcond
 
     protected:
-        item_counter    m_ItemCounter   ;   ///< Item counter
-        hash            m_HashFunctor   ;   ///< Hash functor
-
-        bucket_type *   m_Buckets       ;   ///< bucket table
+        //@cond
+        item_counter    m_ItemCounter;   ///< Item counter
+        hash            m_HashFunctor;   ///< Hash functor
+        internal_bucket_type *   m_Buckets;       ///< bucket table
+        //@endcond
 
     private:
         //@cond
@@ -65,6 +102,7 @@ namespace cds { namespace container {
         //@endcond
 
     protected:
+        //@cond
         /// Calculates hash value of \p key
         template <typename Q>
         size_t hash_value( const Q& key ) const
@@ -74,17 +112,48 @@ namespace cds { namespace container {
 
         /// Returns the bucket (ordered list) for \p key
         template <typename Q>
-        bucket_type&    bucket( const Q& key )
+        internal_bucket_type& bucket( const Q& key )
         {
             return m_Buckets[ hash_value( key ) ];
         }
+        //@endcond
 
     public:
+    ///@name Forward iterators
+    //@{
         /// Forward iterator
         /**
             The forward iterator for Michael's set is based on \p OrderedList forward iterator and has some features:
             - it has no post-increment operator
             - it iterates items in unordered fashion
+
+            The iterator interface:
+            \code
+            class iterator {
+            public:
+                // Default constructor
+                iterator();
+
+                // Copy construtor
+                iterator( iterator const& src );
+
+                // Dereference operator
+                value_type * operator ->() const;
+
+                // Dereference operator
+                value_type& operator *() const;
+
+                // Preincrement operator
+                iterator& operator ++();
+
+                // Assignment operator
+                iterator& operator = (iterator const& src);
+
+                // Equality operators
+                bool operator ==(iterator const& i ) const;
+                bool operator !=(iterator const& i ) const;
+            };
+            \endcode
         */
         typedef michael_set::details::iterator< bucket_type, false >    iterator;
 
@@ -115,45 +184,51 @@ namespace cds { namespace container {
         }
 
         /// Returns a forward const iterator addressing the first element in a set
-        //@{
         const_iterator begin() const
         {
             return get_const_begin();
         }
-        const_iterator cbegin()
+
+        /// Returns a forward const iterator addressing the first element in a set
+        const_iterator cbegin() const
         {
             return get_const_begin();
         }
-        //@}
 
         /// Returns an const iterator that addresses the location succeeding the last element in a set
-        //@{
         const_iterator end() const
         {
             return get_const_end();
         }
-        const_iterator cend()
+
+        /// Returns an const iterator that addresses the location succeeding the last element in a set
+        const_iterator cend() const
         {
             return get_const_end();
         }
-        //@}
+    //@}
 
     private:
-        //@{
+        //@cond
         const_iterator get_const_begin() const
         {
-            return const_iterator( const_cast<bucket_type const&>(m_Buckets[0]).begin(), m_Buckets, m_Buckets + bucket_count() );
+            return const_iterator( const_cast<internal_bucket_type const&>(m_Buckets[0]).begin(), m_Buckets, m_Buckets + bucket_count() );
         }
         const_iterator get_const_end() const
         {
-            return const_iterator( const_cast<bucket_type const&>(m_Buckets[bucket_count() - 1]).end(), m_Buckets + bucket_count() - 1, m_Buckets + bucket_count() );
+            return const_iterator( const_cast<internal_bucket_type const&>(m_Buckets[bucket_count() - 1]).end(), m_Buckets + bucket_count() - 1, m_Buckets + bucket_count() );
         }
-        //@}
+        //@endcond
 
     public:
         /// Initialize hash set
         /**
-            See \ref cds_nonintrusive_MichaelHashSet_hp "MichaelHashSet" ctor for explanation
+            The Michael's hash set is non-expandable container. You should point the average count of items \p nMaxItemCount
+            when you create an object.
+            \p nLoadFactor parameter defines average count of items per bucket and it should be small number between 1 and 10.
+            Remember, since the bucket implementation is an ordered list, searching in the bucket is linear [<tt>O(nLoadFactor)</tt>].
+
+            The ctor defines hash table size as rounding <tt>nMaxItemCount / nLoadFactor</tt> up to nearest power of two.
         */
         MichaelHashSet(
             size_t nMaxItemCount,   ///< estimation of max item count in the hash set
@@ -161,15 +236,16 @@ namespace cds { namespace container {
         ) : m_nHashBitmask( michael_set::details::init_hash_bitmask( nMaxItemCount, nLoadFactor ))
         {
             // GC and OrderedList::gc must be the same
-            static_assert(( std::is_same<gc, typename bucket_type::gc>::value ), "GC and OrderedList::gc must be the same");
+            static_assert( std::is_same<gc, typename bucket_type::gc>::value, "GC and OrderedList::gc must be the same");
 
             // atomicity::empty_item_counter is not allowed as a item counter
-            static_assert(( !std::is_same<item_counter, atomicity::empty_item_counter>::value ), "atomicity::empty_item_counter is not allowed as a item counter");
+            static_assert( !std::is_same<item_counter, atomicity::empty_item_counter>::value,
+                           "cds::atomicity::empty_item_counter is not allowed as a item counter");
 
             m_Buckets = bucket_table_allocator().NewArray( bucket_count() );
         }
 
-        /// Clear hash set and destroy it
+        /// Clears hash set and destroys it
         ~MichaelHashSet()
         {
             clear();
@@ -186,7 +262,7 @@ namespace cds { namespace container {
         template <typename Q>
         iterator insert( const Q& val )
         {
-            bucket_type& refBucket = bucket( val );
+            internal_bucket_type& refBucket = bucket( val );
             bucket_iterator it = refBucket.insert( val );
 
             if ( it != refBucket.end() ) {
@@ -197,20 +273,16 @@ namespace cds { namespace container {
             return end();
         }
 
-#ifdef CDS_EMPLACE_SUPPORT
         /// Inserts data of type \ref value_type constructed with <tt>std::forward<Args>(args)...</tt>
         /**
             Return an iterator pointing to inserted item if success \ref end() otherwise
-
-            This function is available only for compiler that supports
-            variadic template and move semantics
         */
         template <typename... Args>
         iterator emplace( Args&&... args )
         {
-            bucket_type& refBucket = bucket( value_type(std::forward<Args>(args)...));
-            bucket_iterator it = refBucket.emplace( std::forward<Args>(args)... );
-
+            typename internal_bucket_type::node_type * pNode = internal_bucket_type::alloc_node( std::forward<Args>( args )... );
+            internal_bucket_type& refBucket = bucket( internal_bucket_type::node_to_value( *pNode ));
+            bucket_iterator it = refBucket.insert_node( pNode );
             if ( it != refBucket.end() ) {
                 ++m_ItemCounter;
                 return iterator( it, &refBucket, m_Buckets + bucket_count() );
@@ -218,76 +290,98 @@ namespace cds { namespace container {
 
             return end();
         }
-#endif
 
-        /// Ensures that the item \p val exists in the set
+        /// Updates the element
         /**
-            The operation inserts new item if the key \p val is not found in the set.
-            Otherwise, the function returns an iterator that points to item found.
+            The operation performs inserting or changing data with lock-free manner.
+
+            If the item \p val not found in the set, then \p val is inserted iff \p bAllowInsert is \p true.
+
+            Returns <tt> std::pair<iterator, bool> </tt> where \p first is an iterator pointing to
+            item found or inserted, or \p end() if \p bAllowInsert is \p false,
+
+            \p second is true if new item has been added or \p false if the item is already in the set.
 
-            Returns <tt> std::pair<iterator, bool>  </tt> where \p first is an iterator pointing to
-            item found or inserted, \p second is true if new item has been added or \p false if the item
-            already is in the set.
+            @warning For \ref cds_intrusive_MichaelList_hp "MichaelList" as the bucket see \ref cds_intrusive_item_creating "insert item troubleshooting".
+            \ref cds_intrusive_LazyList_hp "LazyList" provides exclusive access to inserted item and does not require any node-level
+            synchronization.
         */
         template <typename Q>
-        std::pair<iterator, bool> ensure( const Q& val )
+        std::pair<iterator, bool> update( Q const& val, bool bAllowInsert = true )
         {
-            bucket_type& refBucket = bucket( val );
-            std::pair<bucket_iterator, bool> ret = refBucket.ensure( val );
+            internal_bucket_type& refBucket = bucket( val );
+            std::pair<bucket_iterator, bool> ret = refBucket.update( val, bAllowInsert );
 
             if ( ret.first != refBucket.end() ) {
                 if ( ret.second )
                     ++m_ItemCounter;
                 return std::make_pair( iterator( ret.first, &refBucket, m_Buckets + bucket_count() ), ret.second );
             }
-
             return std::make_pair( end(), ret.second );
         }
+        //@cond
+        template <typename Q>
+        CDS_DEPRECATED("ensure() is deprecated, use update()")
+        std::pair<iterator, bool> ensure( Q const& val )
+        {
+            return update( val, true );
+        }
+        //@endcond
 
-        /// Find the key \p key
-        /** \anchor cds_nonintrusive_MichealSet_nogc_find
+        /// Checks whether the set contains \p key
+        /**
             The function searches the item with key equal to \p key
             and returns an iterator pointed to item found if the key is found,
-            and \ref end() otherwise
+            or \ref end() otherwise.
+
+            Note the hash functor specified for class \p Traits template parameter
+            should accept a parameter of type \p Q that can be not the same as \p value_type.
         */
         template <typename Q>
-        iterator find( Q const& key )
+        iterator contains( Q const& key )
         {
-            bucket_type& refBucket = bucket( key );
-            bucket_iterator it = refBucket.find( key );
+            internal_bucket_type& refBucket = bucket( key );
+            bucket_iterator it = refBucket.contains( key );
             if ( it != refBucket.end() )
                 return iterator( it, &refBucket, m_Buckets + bucket_count() );
 
             return end();
         }
+        //@cond
+        template <typename Q>
+        CDS_DEPRECATED("use contains()")
+        iterator find( Q const& key )
+        {
+            return contains( key );
+        }
+        //@endcond
 
-        /// Finds the key \p val using \p pred predicate for searching
+        /// Checks whether the set contains \p key using \p pred predicate for searching
         /**
-            The function is an analog of \ref cds_nonintrusive_MichealSet_nogc_find "find(Q const&)"
-            but \p pred is used for key comparing.
+            The function is an analog of <tt>contains( key )</tt> but \p pred is used for key comparing.
             \p Less functor has the interface like \p std::less.
             \p Less must imply the same element order as the comparator used for building the set.
         */
         template <typename Q, typename Less>
-        iterator find_with( Q const& key, Less pred )
+        iterator contains( Q const& key, Less pred )
         {
-            bucket_type& refBucket = bucket( key );
-            bucket_iterator it = refBucket.find_with( key, pred );
+            internal_bucket_type& refBucket = bucket( key );
+            bucket_iterator it = refBucket.contains( key, pred );
             if ( it != refBucket.end() )
                 return iterator( it, &refBucket, m_Buckets + bucket_count() );
 
             return end();
         }
+        //@cond
+        template <typename Q, typename Less>
+        CDS_DEPRECATED("use contains()")
+        iterator find_with( Q const& key, Less pred )
+        {
+            return contains( key, pred );
+        }
+        //@endcond
 
-
-        /// Clears the set (non-atomic, not thread-safe)
-        /**
-            The function deletes all items from the set.
-            The function is not atomic and even not thread-safe.
-            It cleans up each bucket and then resets the item counter to zero.
-            If there are a thread that performs insertion while \p clear is working the result is undefined in general case:
-            <tt> empty() </tt> may return \p true but the set may contain item(s).
-        */
+        /// Clears the set (not atomic)
         void clear()
         {
             for ( size_t i = 0; i < bucket_count(); ++i )
@@ -295,10 +389,9 @@ namespace cds { namespace container {
             m_ItemCounter.reset();
         }
 
-
         /// Checks if the set is empty
         /**
-            Emptiness is checked by item counting: if item count is zero then the set is empty.
+            The emptiness is checked by the item counting: if item count is zero then the set is empty.
             Thus, the correct item counting feature is an important part of Michael's set implementation.
         */
         bool empty() const
@@ -314,7 +407,7 @@ namespace cds { namespace container {
 
         /// Returns the size of hash table
         /**
-            Since MichaelHashSet cannot dynamically extend the hash table size,
+            Since \p %MichaelHashSet cannot dynamically extend the hash table size,
             the value returned is an constant depending on object initialization parameters;
             see MichaelHashSet::MichaelHashSet for explanation.
         */
@@ -326,4 +419,4 @@ namespace cds { namespace container {
 
 }} // cds::container
 
-#endif // ifndef __CDS_CONTAINER_MICHAEL_SET_NOGC_H
+#endif // ifndef CDSLIB_CONTAINER_MICHAEL_SET_NOGC_H