Merge pull request #63 from mgalimullin/cmake-update
[libcds.git] / cds / container / michael_list_rcu.h
index cc53b77351ed8b7f39d284448966b14184caff41..daf8dd7fd55e1007366b0a46423e9022b349ea8d 100644 (file)
@@ -1,4 +1,32 @@
-//$$CDS-header$$
+/*
+    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_LIST_RCU_H
 #define CDSLIB_CONTAINER_MICHAEL_LIST_RCU_H
@@ -120,10 +148,27 @@ namespace cds { namespace container {
         typedef typename base_class::item_counter item_counter;   ///< Item counting policy used
         typedef typename maker::key_comparator    key_comparator; ///< key comparison functor
         typedef typename base_class::memory_model memory_model;   ///< Memory ordering. See cds::opt::memory_model option
+        typedef typename base_class::stat         stat;           ///< Internal statistics
         typedef typename base_class::rcu_check_deadlock rcu_check_deadlock ; ///< RCU deadlock checking policy
 
         typedef typename gc::scoped_lock    rcu_lock ;  ///< RCU scoped lock
-        static CDS_CONSTEXPR const bool c_bExtractLockExternal = base_class::c_bExtractLockExternal; ///< Group of \p extract_xxx functions require external locking
+        static CDS_CONSTEXPR const bool c_bExtractLockExternal = base_class::c_bExtractLockExternal; ///< Group of \p extract_xxx functions do not require external locking
+
+        //@cond
+        // Rebind traits (split-list support)
+        template <typename... Options>
+        struct rebind_traits {
+            typedef MichaelList<
+                gc
+                , value_type
+                , typename cds::opt::make_options< traits, Options...>::type
+            > type;
+        };
+
+        // Stat selector
+        template <typename Stat>
+        using select_stat_wrapper = typename base_class::template select_stat_wrapper< Stat >;
+        //@endcond
 
     protected:
         //@cond
@@ -133,41 +178,6 @@ namespace cds { namespace container {
         typedef typename maker::intrusive_traits::compare  intrusive_key_comparator;
 
         typedef typename base_class::atomic_node_ptr      head_type;
-        //@endcond
-
-    public:
-        using exempt_ptr = cds::urcu::exempt_ptr< gc, node_type, value_type, typename maker::intrusive_traits::disposer >; ///< pointer to extracted node
-
-    private:
-        //@cond
-        static value_type& node_to_value( node_type& n )
-        {
-            return n.m_Value;
-        }
-        static value_type const& node_to_value( node_type const& n )
-        {
-            return n.m_Value;
-        }
-        //@endcond
-
-    protected:
-        //@cond
-        template <typename Q>
-        static node_type * alloc_node( Q const& v )
-        {
-            return cxx_allocator().New( v );
-        }
-
-        template <typename... Args>
-        static node_type * alloc_node( Args&&... args )
-        {
-            return cxx_allocator().MoveNew( std::forward<Args>(args)... );
-        }
-
-        static void free_node( node_type * pNode )
-        {
-            cxx_allocator().Delete( pNode );
-        }
 
         struct node_disposer {
             void operator()( node_type * pNode )
@@ -176,20 +186,38 @@ namespace cds { namespace container {
             }
         };
         typedef std::unique_ptr< node_type, node_disposer >     scoped_node_ptr;
+        //@endcond
 
-        head_type& head()
+    private:
+        //@cond
+        struct raw_ptr_converter
         {
-            return base_class::m_pHead;
-        }
+            value_type * operator()( node_type * p ) const
+            {
+               return p ? &p->m_Value : nullptr;
+            }
 
-        head_type& head() const
-        {
-            return const_cast<head_type&>( base_class::m_pHead );
-        }
+            value_type& operator()( node_type& n ) const
+            {
+                return n.m_Value;
+            }
+
+            value_type const& operator()( node_type const& n ) const
+            {
+                return n.m_Value;
+            }
+        };
         //@endcond
 
+    public:
+        ///< pointer to extracted node
+        using exempt_ptr = cds::urcu::exempt_ptr< gc, node_type, value_type, typename maker::intrusive_traits::disposer >;
+
+        /// Result of \p get(), \p get_with() functions - pointer to the node found
+        typedef cds::urcu::raw_ptr_adaptor< value_type, typename base_class::raw_ptr, raw_ptr_converter > raw_ptr;
+
     protected:
-                //@cond
+        //@cond
         template <bool IsConst>
         class iterator_type: protected base_class::template iterator_type<IsConst>
         {
@@ -244,7 +272,13 @@ namespace cds { namespace container {
         //@endcond
 
     public:
+    ///@name Forward iterators (only for debugging purpose)
+    //@{
         /// Forward iterator
+        /**
+            You may safely use iterators in multi-threaded environment only under RCU lock.
+            Otherwise, a crash is possible if another thread deletes the item the iterator points to.
+        */
         typedef iterator_type<false>    iterator;
 
         /// Const forward iterator
@@ -273,28 +307,29 @@ namespace cds { namespace container {
         }
 
         /// Returns a forward const iterator addressing the first element in a list
-        //@{
         const_iterator begin() const
         {
             return const_iterator( head() );
         }
+
+        /// Returns a forward const iterator addressing the first element in a list
         const_iterator cbegin() const
         {
             return const_iterator( head() );
         }
-        //@}
 
         /// Returns an const iterator that addresses the location succeeding the last element in a list
-        //@{
         const_iterator end() const
         {
             return const_iterator();
         }
+
+        /// Returns an const iterator that addresses the location succeeding the last element in a list
         const_iterator cend() const
         {
             return const_iterator();
         }
-        //@}
+    //@}
 
     public:
         /// Default constructor
@@ -304,6 +339,13 @@ namespace cds { namespace container {
         MichaelList()
         {}
 
+        //@cond
+        template <typename Stat, typename = std::enable_if<std::is_same<stat, michael_list::wrapped_stat<Stat>>::value >>
+        explicit MichaelList( Stat& st )
+            : base_class( st )
+        {}
+        //@endcond
+
         /// List destructor
         /**
             Clears the list
@@ -327,9 +369,9 @@ namespace cds { namespace container {
             Returns \p true if inserting successful, \p false otherwise.
         */
         template <typename Q>
-        bool insert( Q const& val )
+        bool insert( Q&& val )
         {
-            return insert_at( head(), val );
+            return insert_at( head(), std::forward<Q>( val ));
         }
 
         /// Inserts new node
@@ -358,49 +400,55 @@ namespace cds { namespace container {
             @warning See \ref cds_intrusive_item_creating "insert item troubleshooting"
         */
         template <typename Q, typename Func>
-        bool insert( Q const& key, Func func )
+        bool insert( Q&& key, Func func )
         {
-            return insert_at( head(), key, func );
+            return insert_at( head(), std::forward<Q>( key ), func );
         }
 
-        /// Ensures that the \p key exists in the list
+        /// Updates data by \p key
         /**
-            The operation performs inserting or changing data with lock-free manner.
+            The operation performs inserting or replacing the element with lock-free manner.
 
             If the \p key not found in the list, then the new item created from \p key
-            is inserted into the list. Otherwise, the functor \p func is called with the item found.
-            The functor \p Func should be a function with signature:
-            \code
-                void func( bool bNew, value_type& item, const Q& val );
-            \endcode
-            or a functor:
+            will be inserted iff \p bAllowInsert is \p true.
+            Otherwise, if \p key is found, the functor \p func is called with item found.
+
+            The functor \p Func signature is:
             \code
                 struct my_functor {
-                    void operator()( bool bNew, value_type& item, const Q& val );
+                    void operator()( bool bNew, value_type& item, Q const& val );
                 };
             \endcode
 
             with arguments:
             - \p bNew - \p true if the item has been inserted, \p false otherwise
             - \p item - item of the list
-            - \p val - argument \p key passed into the \p ensure function
+            - \p val - argument \p key passed into the \p %update() function
 
             The functor may change non-key fields of the \p item; however, \p func must guarantee
             that during changing no any other modifications could be made on this item by concurrent threads.
 
-            The function makes RCU lock internally.
+            The function applies RCU lock internally.
 
-            Returns <tt> std::pair<bool, bool> </tt> where \p first is true if operation is successfull,
+            Returns <tt> std::pair<bool, bool> </tt> where \p first is true if operation is successful,
             \p second is true if new item has been added or \p false if the item with \p key
-            already is in the list.
+            already exists.
 
             @warning See \ref cds_intrusive_item_creating "insert item troubleshooting"
         */
         template <typename Q, typename Func>
+        std::pair<bool, bool> update( Q const& key, Func func, bool bAllowInsert = true )
+        {
+            return update_at( head(), key, func, bAllowInsert );
+        }
+        //@cond
+        template <typename Q, typename Func>
+        CDS_DEPRECATED("ensure() is deprecated, use update()")
         std::pair<bool, bool> ensure( Q const& key, Func f )
         {
-            return ensure_at( head(), key, f );
+            return update( key, f, true );
         }
+        //@endcond
 
         /// Inserts data of type \ref value_type constructed from \p args
         /**
@@ -452,7 +500,7 @@ namespace cds { namespace container {
 
             The functor \p Func interface:
             \code
-            struct extractor {
+            struct functor {
                 void operator()(const value_type& val) { ... }
             };
             \endcode
@@ -493,10 +541,9 @@ namespace cds { namespace container {
             unlinks it from the list, and returns \ref cds::urcu::exempt_ptr "exempt_ptr" pointer to the item found.
             If the item with the key equal to \p key is not found the function returns an empty \p exempt_ptr.
 
-            @note The function does NOT call RCU read-side lock or synchronization,
-            and does NOT dispose the item found. It just excludes the item from the list
-            and returns a pointer to item found.
-            You should lock RCU before calling this function.
+            @note The function does NOT dispose the item found. It just excludes the item from the list
+            and returns a pointer to the item.
+            You shouldn't lock RCU for current thread before calling this function.
 
             \code
             #include <cds/urcu/general_buffered.h>
@@ -509,19 +556,18 @@ namespace cds { namespace container {
             // ...
 
             rcu_michael_list::exempt_ptr p;
-            {
-                // first, we should lock RCU
-                rcu::scoped_lock sl;
-
-                // Now, you can apply extract function
-                // Note that you must not delete the item found inside the RCU lock
-                p = theList.extract( 10 )
-                if ( p ) {
-                    // do something with p
-                    ...
-                }
+
+            // The RCU should NOT be locked when extract() is called!
+            assert( !rcu::is_locked() );
+
+            // extract() call
+            p = theList.extract( 10 )
+            if ( p ) {
+                // do something with p
+                ...
             }
-            // Outside RCU lock section we may safely release extracted pointer.
+
+            // we may safely release extracted pointer here.
             // release() passes the pointer to RCU reclamation cycle.
             p.release();
             \endcode
@@ -547,32 +593,48 @@ namespace cds { namespace container {
             return exempt_ptr( extract_at( head(), key, typename maker::template less_wrapper<Less>::type() ));
         }
 
-        /// Finds the key \p key
-        /** \anchor cds_nonintrusive_MichaelList_rcu_find_val
+        /// Checks whether the list contains \p key
+        /**
             The function searches the item with key equal to \p key
             and returns \p true if it is found, and \p false otherwise.
 
-            The function makes RCU lock internally.
+            The function applies RCU lock internally.
         */
         template <typename Q>
-        bool find( Q const& key ) const
+        bool contains( Q const& key )
         {
             return find_at( head(), key, intrusive_key_comparator() );
         }
+        //@cond
+        template <typename Q>
+        CDS_DEPRECATED("deprecated, use contains()")
+        bool find( Q const& key )
+        {
+            return contains( key );
+        }
+        //@endcond
 
-        /// Finds the key \p val using \p pred predicate for searching
+        /// Checks whether the list contains \p key using \p pred predicate for searching
         /**
-            The function is an analog of \ref cds_nonintrusive_MichaelList_rcu_find_val "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 pred must imply the same element order as the comparator used for building the list.
         */
         template <typename Q, typename Less>
-        bool find_with( Q const& key, Less pred ) const
+        bool contains( Q const& key, Less pred )
         {
             CDS_UNUSED( pred );
             return find_at( head(), key, typename maker::template less_wrapper<Less>::type() );
         }
+        //@cond
+        // Deprecatd, use contains()
+        template <typename Q, typename Less>
+        bool find_with( Q const& key, Less pred )
+        {
+            CDS_UNUSED( pred );
+            return contains( key, pred );
+        }
+        //@endcond
 
         /// Finds the key \p key and performs an action with it
         /** \anchor cds_nonintrusive_MichaelList_rcu_find_func
@@ -595,13 +657,13 @@ namespace cds { namespace container {
             The function returns \p true if \p val is found, \p false otherwise.
         */
         template <typename Q, typename Func>
-        bool find( Q& key, Func f ) const
+        bool find( Q& key, Func f )
         {
             return find_at( head(), key, intrusive_key_comparator(), f );
         }
         //@cond
         template <typename Q, typename Func>
-        bool find( Q const& key, Func f ) const
+        bool find( Q const& key, Func f )
         {
             return find_at( head(), key, intrusive_key_comparator(), f );
         }
@@ -615,14 +677,14 @@ namespace cds { namespace container {
             \p pred must imply the same element order as the comparator used for building the list.
         */
         template <typename Q, typename Less, typename Func>
-        bool find_with( Q& key, Less pred, Func f ) const
+        bool find_with( Q& key, Less pred, Func f )
         {
             CDS_UNUSED( pred );
             return find_at( head(), key, typename maker::template less_wrapper<Less>::type(), f );
         }
         //@cond
         template <typename Q, typename Less, typename Func>
-        bool find_with( Q const& key, Less pred, Func f ) const
+        bool find_with( Q const& key, Less pred, Func f )
         {
             CDS_UNUSED( pred );
             return find_at( head(), key, typename maker::template less_wrapper<Less>::type(), f );
@@ -632,7 +694,7 @@ namespace cds { namespace container {
         /// Finds the key \p key and return the item found
         /** \anchor cds_nonintrusive_MichaelList_rcu_get
             The function searches the item with key equal to \p key and returns the pointer to item found.
-            If \p key is not found it returns \p nullptr.
+            If \p key is not found it returns an empty \p raw_ptr.
 
             Note the compare functor should accept a parameter of type \p Q that can be not the same as \p value_type.
 
@@ -642,22 +704,25 @@ namespace cds { namespace container {
             typedef cds::container::MichaelList< cds::urcu::gc< cds::urcu::general_buffered<> >, foo, my_traits > ord_list;
             ord_list theList;
             // ...
+            typename ord_list::raw_ptr rp;
             {
                 // Lock RCU
                 ord_list::rcu_lock lock;
 
-                foo * pVal = theList.get( 5 );
-                if ( pVal ) {
-                    // Deal with pVal
+                rp = theList.get( 5 );
+                if ( rp ) {
+                    // Deal with rp
                     //...
                 }
                 // Unlock RCU by rcu_lock destructor
-                // pVal can be freed at any time after RCU has been unlocked
+                // A value owned by rp can be freed at any time after RCU has been unlocked
             }
+            // You can manually release rp after RCU-locked section
+            rp.release();
             \endcode
         */
         template <typename Q>
-        value_type * get( Q const& key ) const
+        raw_ptr get( Q const& key )
         {
             return get_at( head(), key, intrusive_key_comparator());
         }
@@ -672,7 +737,7 @@ namespace cds { namespace container {
             \p pred must imply the same element order as the comparator used for building the list.
         */
         template <typename Q, typename Less>
-        value_type * get_with( Q const& key, Less pred ) const
+        raw_ptr get_with( Q const& key, Less pred )
         {
             CDS_UNUSED( pred );
             return get_at( head(), key, typename maker::template less_wrapper<Less>::type());
@@ -697,6 +762,12 @@ namespace cds { namespace container {
             return base_class::size();
         }
 
+        /// Returns const reference to internal statistics
+        stat const& statistics() const
+        {
+            return base_class::statistics();
+        }
+
         /// Clears the list
         void clear()
         {
@@ -705,6 +776,11 @@ namespace cds { namespace container {
 
     protected:
         //@cond
+        bool insert_node( node_type * pNode )
+        {
+            return insert_node_at( head(), pNode );
+        }
+
         bool insert_node_at( head_type& refHead, node_type * pNode )
         {
             assert( pNode );
@@ -718,15 +794,15 @@ namespace cds { namespace container {
         }
 
         template <typename Q>
-        bool insert_at( head_type& refHead, Q const& val )
+        bool insert_at( head_type& refHead, Q&& val )
         {
-            return insert_node_at( refHead, alloc_node( val ));
+            return insert_node_at( refHead, alloc_node( std::forward<Q>( val )));
         }
 
         template <typename Q, typename Func>
-        bool insert_at( head_type& refHead, Q const& key, Func f )
+        bool insert_at( head_type& refHead, Q&& key, Func f )
         {
-            scoped_node_ptr pNode( alloc_node( key ));
+            scoped_node_ptr pNode( alloc_node( std::forward<Q>( key )));
 
             if ( base_class::insert_at( refHead, *pNode, [&f]( node_type& node ) { f( node_to_value(node) ); } )) {
                 pNode.release();
@@ -748,12 +824,13 @@ namespace cds { namespace container {
         }
 
         template <typename Q, typename Func>
-        std::pair<bool, bool> ensure_at( head_type& refHead, Q const& key, Func f )
+        std::pair<bool, bool> update_at( head_type& refHead, Q const& key, Func f, bool bAllowInsert )
         {
             scoped_node_ptr pNode( alloc_node( key ));
 
-            std::pair<bool, bool> ret = base_class::ensure_at( refHead, *pNode,
-                [&f, &key](bool bNew, node_type& node, node_type&){ f( bNew, node_to_value(node), key ); });
+            std::pair<bool, bool> ret = base_class::update_at( refHead, *pNode,
+                [&f, &key](bool bNew, node_type& node, node_type&){ f( bNew, node_to_value(node), key );},
+                bAllowInsert );
             if ( ret.first && ret.second )
                 pNode.release();
 
@@ -767,24 +844,58 @@ namespace cds { namespace container {
         }
 
         template <typename Q, typename Compare>
-        bool find_at( head_type& refHead, Q const& key, Compare cmp ) const
+        bool find_at( head_type& refHead, Q const& key, Compare cmp )
         {
             return base_class::find_at( refHead, key, cmp, [](node_type&, Q const &) {} );
         }
 
         template <typename Q, typename Compare, typename Func>
-        bool find_at( head_type& refHead, Q& val, Compare cmp, Func f ) const
+        bool find_at( head_type& refHead, Q& val, Compare cmp, Func f )
         {
             return base_class::find_at( refHead, val, cmp, [&f](node_type& node, Q& v){ f( node_to_value(node), v ); });
         }
 
         template <typename Q, typename Compare>
-        value_type * get_at( head_type& refHead, Q const& val, Compare cmp ) const
+        raw_ptr get_at( head_type& refHead, Q const& val, Compare cmp )
         {
-            node_type * pNode = base_class::get_at( refHead, val, cmp );
-            return pNode ? &pNode->m_Value : nullptr;
+            return raw_ptr( base_class::get_at( refHead, val, cmp ));
         }
 
+        static value_type& node_to_value( node_type& n )
+        {
+            return n.m_Value;
+        }
+        static value_type const& node_to_value( node_type const& n )
+        {
+            return n.m_Value;
+        }
+
+        template <typename Q>
+        static node_type * alloc_node( Q&& v )
+        {
+            return cxx_allocator().New( std::forward<Q>( v ));
+        }
+
+        template <typename... Args>
+        static node_type * alloc_node( Args&&... args )
+        {
+            return cxx_allocator().MoveNew( std::forward<Args>( args )... );
+        }
+
+        static void free_node( node_type * pNode )
+        {
+            cxx_allocator().Delete( pNode );
+        }
+
+        head_type& head()
+        {
+            return base_class::m_pHead;
+        }
+
+        head_type& head() const
+        {
+            return const_cast<head_type&>(base_class::m_pHead);
+        }
         //@endcond
     };