readme.md

   1 CDS C++ library\r
   2 ===============\r
   3 \r
   4 The Concurrent Data Structures (CDS) library is a collection of concurrent containers\r
   5 that don't require external (manual) synchronization for shared access, and safe memory reclamation (SMR) \r
   6 algorithms like [Hazard Pointer](http://en.wikipedia.org/wiki/Hazard_pointer) \r
   7 and user-space [RCU](http://en.wikipedia.org/wiki/Read-copy-update). \r
   8 CDS is mostly header-only template library. Only SMR core implementation is segregated to .so/.dll file.\r
   9 \r
  10 The library contains the implementations of the following containers:\r
  11   - [lock-free](http://en.wikipedia.org/wiki/Non-blocking_algorithm) stack with optional elimination support\r
  12   - several algo for lock-free queue, including classic Michael & Scott algorithm and its derivatives,\r
  13     the flat combining queue, the segmented queue.\r
  14   - several implementation of unordered set/map - lock-free and fine-grained lock-based\r
  15   - [flat-combining] (http://mcg.cs.tau.ac.il/projects/projects/flat-combining) technique\r
  16   - lock-free [skip-list](http://en.wikipedia.org/wiki/Skip_list)\r
  17   \r
  18 Generally, each container has an intrusive and non-intrusive (STL-like) version belonging to \r
  19 *cds::intrusive* and *cds::container* namespace respectively.\r
  20 \r
  21 Version 2.x of the library is written on C++11 and can be compiled by GCC 4.8+, clang 3.3+, Intel C++ 15+, \r
  22 and MS VC++ 12 (2013) Update 4.\r
  23 \r
  24 Download the latest release from http://sourceforge.net/projects/libcds/files/\r
  25 \r
  26 See online doxygen-generated doc here: http://libcds.sourceforge.net/doc/cds-api/index.html\r
  27 \r
  28 **Pull request requirements**\r
  29 - Pull-request to *master* branch will be unconditionally rejected\r
  30 - *integration* branch is intended for pull-request. Usually, *integration* branch is the same as *master*\r
  31 - *dev* branch is intended for main developing. Usually, it contains unstable code\r
  32 \r
  33 \r
  34 References\r
  35 ----------\r
  36 *Stack*\r
  37   - *TreiberStack*: [1986] R. K. Treiber. Systems programming: Coping with parallelism. Technical Report RJ 5118, IBM Almaden Research Center, April 1986.\r
  38   - Elimination back-off implementation is based on idea from [2004] Danny Hendler, Nir Shavit, Lena Yerushalmi "A Scalable Lock-free Stack Algorithm"\r
  39   - *FCStack* - flat-combining wrapper for *std::stack*\r
  40         \r
  41 *Queue*\r
  42   - *BasketQueue*: [2007] Moshe Hoffman, Ori Shalev, Nir Shavit "The Baskets Queue"\r
  43   - *MSQueue*:\r
  44     * [1998] Maged Michael, Michael Scott "Simple, fast, and practical non-blocking and blocking concurrent queue algorithms"\r
  45     * [2002] Maged M.Michael "Safe memory reclamation for dynamic lock-free objects using atomic reads and writes"\r
  46     * [2003] Maged M.Michael "Hazard Pointers: Safe memory reclamation for lock-free objects"\r
  47   - *RWQueue*: [1998] Maged Michael, Michael Scott "Simple, fast, and practical non-blocking and blocking concurrent queue algorithms"\r
  48   - *MoirQueue*: [2000] Simon Doherty, Lindsay Groves, Victor Luchangco, Mark Moir "Formal Verification of a practical lock-free queue algorithm"\r
  49   - *OptimisticQueue*: [2008] Edya Ladan-Mozes, Nir Shavit "An Optimistic Approach to Lock-Free FIFO Queues"\r
  50   - *SegmentedQueue*: [2010] Afek, Korland, Yanovsky "Quasi-Linearizability: relaxed consistency for improved concurrency"\r
  51   - *FCQueue* - flat-combining wrapper for *std::queue*\r
  52   - *TsigasCycleQueue*: [2000] Philippas Tsigas, Yi Zhang "A Simple, Fast and Scalable Non-Blocking Concurrent FIFO Queue for Shared Memory Multiprocessor Systems"\r
  53   - *VyukovMPMCCycleQueue* Dmitry Vyukov (see http://www.1024cores.net)\r
  54 \r
  55 *Deque*\r
  56   - flat-combining deque based on *stl::deque*\r
  57 \r
  58 *Map, set*\r
  59   - *MichaelHashMap*: [2002] Maged Michael "High performance dynamic lock-free hash tables and list-based sets"\r
  60   - *SplitOrderedList*: [2003] Ori Shalev, Nir Shavit "Split-Ordered Lists - Lock-free Resizable Hash Tables"\r
  61   - *StripedMap*, *StripedSet*: [2008] Maurice Herlihy, Nir Shavit "The Art of Multiprocessor Programming"\r
  62   - *CuckooMap*, *CuckooSet*: [2008] Maurice Herlihy, Nir Shavit "The Art of Multiprocessor Programming"\r
  63   - *SkipListMap*, *SkipListSet*: [2008] Maurice Herlihy, Nir Shavit "The Art of Multiprocessor Programming"\r
  64         \r
  65 *Ordered single-linked list*\r
  66   - *LazyList*: [2005] Steve Heller, Maurice Herlihy, Victor Luchangco, Mark Moir, William N. Scherer III, and Nir Shavit "A Lazy Concurrent List-Based Set Algorithm"\r
  67   - *MichaelList*: [2002] Maged Michael "High performance dynamic lock-free hash tables and list-based sets"\r
  68 \r
  69 *Priority queue*\r
  70   - *MSPriorityQueue*: [1996] G.Hunt, M.Michael, S. Parthasarathy, M.Scott "An efficient algorithm for concurrent priority queue heaps"\r
  71 \r
  72 *Tree*\r
  73   - *EllenBinTree*: [2010] F.Ellen, P.Fatourou, E.Ruppert, F.van Breugel "Non-blocking Binary Search Tree"\r
  74 \r
  75 *SMR*\r
  76   - Hazard Pointers\r
  77     * [2002] Maged M.Michael "Safe memory reclamation for dynamic lock-freeobjects using atomic reads and writes"\r
  78     * [2003] Maged M.Michael "Hazard Pointers: Safe memory reclamation for lock-free objects"\r
  79     * [2004] Andrei Alexandrescy, Maged Michael "Lock-free Data Structures with Hazard Pointers"\r
  80   - User-space RCU\r
  81     * [2009] M.Desnoyers "Low-Impact Operating System Tracing" PhD Thesis,\r
  82              Chapter 6 "User-Level Implementations of Read-Copy Update"\r
  83     * [2011] M.Desnoyers, P.McKenney, A.Stern, M.Dagenias, J.Walpole "User-Level\r
  84              Implementations of Read-Copy Update"\r
  85 \r
  86 *Memory allocation*\r
  87   - [2004] M.Michael "Scalable Lock-free Dynamic Memory Allocation"\r
  88 \r
  89 *Flat Combining* technique\r
  90   - [2010] Hendler, Incze, Shavit and Tzafrir "Flat Combining and the Synchronization-Parallelism Tradeoff"\r