为什么在这个无锁堆栈类中"删除"节点会导致竞争条件？

Question

在Anthony Williams的第7.2.1节中标题为"C++ Concurrency in Action"的书中,列出了一个无锁堆栈实现:

template <typename T>
class lock_free_stack {
    struct node {
        shared_ptr<T> data_;
        node* next_;
        node(const T& data) : data_(make_shared(data)) {}
    };
    atomic<node*> head_;
public:
    void push(const T& data)
    {
        node* new_node = new node(data);
        new_node->next_ = head_.load();
        while(!head.compare_exchange_weak(new_node->next_, new_node));
    }
    shared_ptr<T> pop()
    {
        node* old_head = head_.load();
        while (old_head &&
                !head_.compare_exchange_weak(old_head, head_->next_));
        return old_head ? old_head->data_ : shared_ptr<T>();
    }
};

然后在7.2.2节中,作者说"...在pop()中,我们选择泄漏节点以避免竞争条件,其中一个线程删除一个节点,而另一个线程仍然拥有指向它的指针,它只是关于解除引用."

1)我不明白为什么会出现这种情况以及为什么以下pop()函数会导致竞争条件:

shared_ptr<T> pop()
{
    node* old_head = head_.load(); // (1)
    while (old_head &&
            !head_.compare_exchange_weak(old_head, head_->next_)); // (2)
    shared_ptr<T> res; // (3)
    if (old_head) {
        res.swap(old_head->data);
        delete old_head;
        return res;
    } else {
        return {};
    }
}

2)为什么对于同时调用pop()的多个线程,'old_head'变量可以指向第(3)行之后的同一个节点对象？

Answer 1

线程1进行到(2).它开始评估head_->next.它加载head_到寄存器中,然后放弃优先级.

线程2从函数的开始到结束进行.它head_通过删除而删除并返回内容head_.

线程1醒来.它head_在寄存器中得到了该->next字段.但是线程2已经删除了指向的数据head_,我们只是按照悬空指针.