无锁操作的本质依赖的原子操作，C++11提供了atomic的原子操作支持

atomic
compare_exchange_weak / compare_exchange_strong
当前值与期望值相等时，修改当前值为设定值，返回true
当前值与期望值不等时，将期望值修改为当前值，返回false
memory_order枚举值

template<typename T>
class lock_free_stack
{
private:struct node{T data;node* next;node(T const& data_):data(data_){}};std::atomic<node*> head;public:void push(T const& data){node* const new_node=new node(data);new_node->next=head.load();  /*** 当前值.compare_exchange_weak(期望值, 设置值)** 单线程的情况：** 第一次执行while循环：** 此时当前值与期望值相等，修改当前值为设定值 head = new_node，返回true** 多线程的情况：** 第一次执行循环体的时候：** compare_exchange_weak如果失败, 返回false, 证明有其他线程更新了栈顶head，** 当前值与期望值不等时，将期望值修改为当前值, 即new_node->next等于新的栈顶head,** 被其他线程更新的新栈顶值会被更新到new_node->next中，** 因此循环可以直接再次尝试压栈而无需由程序员更新new_node->next。** 然后第二次执行循环体：** 此时 head == new_node->next, 所以 head = new_node.** 如果这是仍有其他线程干扰，则仍为循环更新new_node->next*/while(!head.compare_exchange_weak(new_node->next,new_node));}
};

CAS原子操作

CAS即Compare and Swap，是所有CPU指令都支持CAS的原子操作（X86中CMPXCHG汇编指令），用于实现实现各种无锁（lock free）数据结构。

CAS用于检查一个内存位置是否包含预期值，如果包含，则把新值复赋值到内存位置。成功返回true，失败返回false。示例代码如下：

bool compare_and_swap ( int *memory_location, int expected_value, int new_value)
{if (*memory_location == expected_value){*memory_location = new_value;return true;}return false;
}

ABA问题

假设有两个线程——线程1和线程2，两个线程按照顺序进行以下操作：

线程1读取内存中数据为A；
线程2将该数据修改为B；
线程2将该数据修改为A；
线程1对数据进行CAS操作

在第4步中，由于内存中数据仍然为A，因此CAS操作成功，但实际上该数据已经被线程2修改过了，可能存在潜藏的问题，例如栈顶问题：一个栈的栈顶经过两次(或多次)变化又恢复了原值，但是栈可能已发生了变化。这就是ABA问题。

解决思路
对于ABA问题，比较有效的方案是引入版本号，内存中的值每发生一次变化，版本号都+1；在进行CAS操作时，不仅比较内存中的值，也会比较版本号，只有当二者都没有变化时，CAS才能执行成功。Java中的AtomicStampedReference类便是使用版本号来解决ABA问题的。

Fetch-And-Add （FAA）

一般用来对变量做+1的原子操作

Test-And-Set (TAS)

写值到某个内存位置并传回其旧值

参考文章

C++11：原子交换函数compare_exchange_weak和compare_exchange_strong

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