Merge branch 'dev' into integration
[libcds.git] / cds / container / impl / michael_kvlist.h
index bd82088cf346e74935e35140aad800fd7539d1db..37f7a499f5108be07a361ceacfbdde65bf0a3dea 100644 (file)
@@ -1,14 +1,42 @@
-//$$CDS-header$$
-
-#ifndef __CDS_CONTAINER_IMPL_MICHAEL_KVLIST_H
-#define __CDS_CONTAINER_IMPL_MICHAEL_KVLIST_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_IMPL_MICHAEL_KVLIST_H
+#define CDSLIB_CONTAINER_IMPL_MICHAEL_KVLIST_H
 
 #include <memory>
 #include <cds/container/details/guarded_ptr_cast.h>
 
 namespace cds { namespace container {
 
-    /// Michael's ordered list fo key-value pair
+    /// Michael's ordered list for key-value pair
     /** @ingroup cds_nonintrusive_list
         \anchor cds_nonintrusive_MichaelKVList_gc
 
@@ -17,7 +45,7 @@ namespace cds { namespace container {
         constant key and alterable value.
 
         Usually, ordered single-linked list is used as a building block for the hash table implementation.
-        The complexity of searching is <tt>O(N)</tt> where \p N is the item count in the list, not in the 
+        The complexity of searching is <tt>O(N)</tt> where \p N is the item count in the list, not in the
         hash table.
 
         Template arguments:
@@ -108,6 +136,9 @@ 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
+
+        static CDS_CONSTEXPR const size_t c_nHazardPtrCount = base_class::c_nHazardPtrCount; ///< Count of hazard pointer required for the algorithm
 
     protected:
         //@cond
@@ -121,7 +152,7 @@ namespace cds { namespace container {
 
     public:
         /// Guarded pointer
-        typedef cds::gc::guarded_ptr< gc, node_type, value_type, details::guarded_ptr_cast_map<node_type, value_type> > guarded_ptr;
+        typedef typename gc::template guarded_ptr< node_type, value_type, details::guarded_ptr_cast_map<node_type, value_type> > guarded_ptr;
 
     protected:
         //@cond
@@ -246,14 +277,13 @@ namespace cds { namespace container {
             The forward iterator for Michael's list has some features:
             - it has no post-increment operator
             - to protect the value, the iterator contains a GC-specific guard + another guard is required locally for increment operator.
-              For some GC (gc::HP, gc::HRC), a guard is limited resource per thread, so an exception (or assertion) "no free guard"
+              For some GC (\p gc::HP), a guard is limited resource per thread, so an exception (or assertion) "no free guard"
               may be thrown if a limit of guard count per thread is exceeded.
             - The iterator cannot be moved across thread boundary since it contains GC's guard that is thread-private GC data.
             - Iterator ensures thread-safety even if you delete the item that iterator points to. However, in case of concurrent
               deleting operations it is no guarantee that you iterate all item in the list.
 
-            Therefore, the use of iterators in concurrent environment is not good idea. Use the iterator on the concurrent container
-            for debug purpose only.
+            @warning Use this iterator on the concurrent container for debugging purpose only.
 
             The iterator interface to access item data:
             - <tt> operator -> </tt> - returns a pointer to \ref value_type for iterator
@@ -271,6 +301,8 @@ namespace cds { namespace container {
         */
         typedef iterator_type<true>     const_iterator;
 
+    ///@name Forward iterators (only for debugging purpose)
+    //@{
         /// Returns a forward iterator addressing the first element in a list
         /**
             For empty list \code begin() == end() \endcode
@@ -294,28 +326,29 @@ 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
@@ -325,7 +358,14 @@ namespace cds { namespace container {
         MichaelKVList()
         {}
 
-        /// List desctructor
+        //@cond
+        template <typename Stat, typename = std::enable_if<std::is_same<stat, michael_list::wrapped_stat<Stat>>::value >>
+        explicit MichaelKVList( Stat& st )
+            : base_class( st )
+        {}
+        //@endcond
+
+        /// List destructor
         /**
             Clears the list
         */
@@ -399,49 +439,53 @@ namespace cds { namespace container {
             @warning See \ref cds_intrusive_item_creating "insert item troubleshooting"
         */
         template <typename K, typename Func>
-        bool insert_key( const K& key, Func func )
+        bool insert_with( const K& key, Func func )
         {
-            return insert_key_at( head(), key, func );
+            return insert_with_at( head(), 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 (note that in this case the \p key_type should be
-            copy-constructible from type \p K).
-            Otherwise, the functor \p func is called with item found.
-            The functor \p Func may be a function with signature:
-            \code
-                void func( bool bNew, value_type& item );
-            \endcode
-            or a functor:
+            will be inserted iff \p bAllowInsert is \p true.
+            (note that in this case the \ref key_type should be constructible from type \p K).
+            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 );
                 };
             \endcode
-
             with arguments:
             - \p bNew - \p true if the item has been inserted, \p false otherwise
-            - \p item - item of the list
+            - \p item - the item found or inserted
 
             The functor may change any fields of the \p item.second of \p mapped_type;
             however, \p func must guarantee that during changing no any other modifications
             could be made on this item by concurrent threads.
 
-            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 K, typename Func>
-        std::pair<bool, bool> ensure( const K& key, Func f )
+        std::pair<bool, bool> update( K const& key, Func f, bool bAllowInsert = true )
         {
-            return ensure_at( head(), key, f );
+            return update_at( head(), key, f, bAllowInsert );
         }
+        //@cond
+        template <typename K, typename Func>
+        CDS_DEPRECATED("ensure() is deprecated, use update()")
+        std::pair<bool, bool> ensure( K const& key, Func f )
+        {
+            return update( key, f, true );
+        }
+        //@endcond
 
         /// Inserts a new node using move semantics
         /**
@@ -477,6 +521,7 @@ namespace cds { namespace container {
         template <typename K, typename Less>
         bool erase_with( K const& key, Less pred )
         {
+            CDS_UNUSED( pred );
             return erase_at( head(), key, typename maker::template less_wrapper<Less>::type() );
         }
 
@@ -491,7 +536,6 @@ namespace cds { namespace container {
                 void operator()(value_type& val) { ... }
             };
             \endcode
-            The functor may be passed by reference with <tt>boost:ref</tt>
 
             Return \p true if key is found and deleted, \p false otherwise
 
@@ -513,19 +557,20 @@ namespace cds { namespace container {
         template <typename K, typename Less, typename Func>
         bool erase_with( K const& key, Less pred, Func f )
         {
+            CDS_UNUSED( pred );
             return erase_at( head(), key, typename maker::template less_wrapper<Less>::type(), f );
         }
 
         /// Extracts the item from the list with specified \p key
         /** \anchor cds_nonintrusive_MichaelKVList_hp_extract
             The function searches an item with key equal to \p key,
-            unlinks it from the list, and returns it in \p dest parameter.
-            If the item with key equal to \p key is not found the function returns \p false.
+            unlinks it from the list, and returns it as \p guarded_ptr.
+            If \p key is not found the function returns an empty guarded pointer.
 
             Note the compare functor should accept a parameter of type \p K that can be not the same as \p key_type.
 
-            The \ref disposer specified in \p Traits class template parameter is called automatically
-            by garbage collector \p GC specified in class' template parameters when returned \ref guarded_ptr object
+            The \p disposer specified in \p Traits class template parameter is called automatically
+            by garbage collector \p GC specified in class' template parameters when returned \p guarded_ptr object
             will be destroyed or released.
             @note Each \p guarded_ptr object uses the GC's guard that can be limited resource.
 
@@ -535,24 +580,26 @@ namespace cds { namespace container {
             ord_list theList;
             // ...
             {
-                ord_list::guarded_ptr gp;
-                theList.extract( gp, 5 );
-                // Deal with gp
-                // ...
-
+                ord_list::guarded_ptr gp(theList.extract( 5 ));
+                if ( gp ) {
+                    // Deal with gp
+                    // ...
+                }
                 // Destructor of gp releases internal HP guard
             }
             \endcode
         */
         template <typename K>
-        bool extract( guarded_ptr& dest, K const& key )
+        guarded_ptr extract( K const& key )
         {
-            return extract_at( head(), dest.guard(), key, intrusive_key_comparator() );
+            guarded_ptr gp;
+            extract_at( head(), gp.guard(), key, intrusive_key_comparator() );
+            return gp;
         }
 
         /// Extracts the item from the list with comparing functor \p pred
         /**
-            The function is an analog of \ref cds_nonintrusive_MichaelKVList_hp_extract "extract(guarded_ptr&, K const&)"
+            The function is an analog of \ref cds_nonintrusive_MichaelKVList_hp_extract "extract(K const&)"
             but \p pred predicate is used for key comparing.
 
             \p Less functor has the semantics like \p std::less but should take arguments of type \ref key_type and \p K
@@ -560,34 +607,54 @@ namespace cds { namespace container {
             \p pred must imply the same element order as the comparator used for building the list.
         */
         template <typename K, typename Less>
-        bool extract_with( guarded_ptr& dest, K const& key, Less pred )
+        guarded_ptr extract_with( K const& key, Less pred )
         {
-            return extract_at( head(), dest.guard(), key, typename maker::template less_wrapper<Less>::type() );
+            CDS_UNUSED( pred );
+            guarded_ptr gp;
+            extract_at( head(), gp.guard(), key, typename maker::template less_wrapper<Less>::type() );
+            return gp;
         }
 
-        /// Finds the key \p key
-        /** \anchor cds_nonintrusive_MichaelKVList_hp_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
+            and returns \p true if it is found, and \p false otherwise.
         */
         template <typename Q>
-        bool find( Q const& key )
+        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 map contains \p key using \p pred predicate for searching
         /**
-            The function is an analog of \ref cds_nonintrusive_MichaelKVList_hp_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.
+            \p Less 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 )
+        bool contains( Q const& key, Less pred )
         {
+            CDS_UNUSED( pred );
             return find_at( head(), key, typename maker::template less_wrapper<Less>::type() );
         }
+        //@cond
+        template <typename Q, typename Less>
+        CDS_DEPRECATED("deprecated, use contains()")
+        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_MichaelKVList_hp_find_func
@@ -600,8 +667,6 @@ namespace cds { namespace container {
             \endcode
             where \p item is the item found.
 
-            You may pass \p f argument by reference using \p std::ref
-
             The functor may change <tt>item.second</tt> that is reference to value of node.
             Note that the function is only guarantee that \p item cannot be deleted during functor is executing.
             The function does not serialize simultaneous access to the list \p item. If such access is
@@ -625,18 +690,18 @@ namespace cds { namespace container {
         template <typename Q, typename Less, typename Func>
         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 );
         }
 
         /// Finds the \p key and return the item found
         /** \anchor cds_nonintrusive_MichaelKVList_hp_get
             The function searches the item with key equal to \p key
-            and assigns the item found to guarded pointer \p ptr.
-            The function returns \p true if \p key is found, and \p false otherwise.
-            If \p key is not found the \p ptr parameter is not changed.
+            and returns it as \p guarded_ptr.
+            If \p key is not found the function returns an empty guarded pointer.
 
-            The \ref disposer specified in \p Traits class template parameter is called
-            by garbage collector \p GC automatically when returned \ref guarded_ptr object
+            The \p disposer specified in \p Traits class template parameter is called
+            by garbage collector \p GC automatically when returned \p guarded_ptr object
             will be destroyed or released.
             @note Each \p guarded_ptr object uses one GC's guard which can be limited resource.
 
@@ -646,8 +711,8 @@ namespace cds { namespace container {
             ord_list theList;
             // ...
             {
-                ord_list::guarded_ptr gp;
-                if ( theList.get( gp, 5 )) {
+                ord_list::guarded_ptr gp(theList.get( 5 ));
+                if ( gp ) {
                     // Deal with gp
                     //...
                 }
@@ -659,9 +724,11 @@ namespace cds { namespace container {
             should accept a parameter of type \p K that can be not the same as \p key_type.
         */
         template <typename K>
-        bool get( guarded_ptr& ptr, K const& key )
+        guarded_ptr get( K const& key )
         {
-            return get_at( head(), ptr.guard(), key, intrusive_key_comparator() );
+            guarded_ptr gp;
+            get_at( head(), gp.guard(), key, intrusive_key_comparator() );
+            return gp;
         }
 
         /// Finds the \p key and return the item found
@@ -674,9 +741,12 @@ namespace cds { namespace container {
             \p pred must imply the same element order as the comparator used for building the list.
         */
         template <typename K, typename Less>
-        bool get_with( guarded_ptr& ptr, K const& key, Less pred )
+        guarded_ptr get_with( K const& key, Less pred )
         {
-            return get_at( head(), ptr.guard(), key, typename maker::template less_wrapper<Less>::type() );
+            CDS_UNUSED( pred );
+            guarded_ptr gp;
+            get_at( head(), gp.guard(), key, typename maker::template less_wrapper<Less>::type() );
+            return gp;
         }
 
         /// Checks if the list is empty
@@ -704,6 +774,12 @@ namespace cds { namespace container {
             base_class::clear();
         }
 
+        /// Returns const reference to internal statistics
+        stat const& statistics() const
+        {
+            return base_class::statistics();
+        }
+
     protected:
         //@cond
         bool insert_node_at( head_type& refHead, node_type * pNode )
@@ -730,7 +806,7 @@ namespace cds { namespace container {
         }
 
         template <typename K, typename Func>
-        bool insert_key_at( head_type& refHead, const K& key, Func f )
+        bool insert_with_at( head_type& refHead, const K& key, Func f )
         {
             scoped_node_ptr pNode( alloc_node( key ));
 
@@ -748,12 +824,13 @@ namespace cds { namespace container {
         }
 
         template <typename K, typename Func>
-        std::pair<bool, bool> ensure_at( head_type& refHead, const K& key, Func f )
+        std::pair<bool, bool> update_at( head_type& refHead, const K& key, Func f, bool bAllowInsert )
         {
             scoped_node_ptr pNode( alloc_node( key ));
 
-            std::pair<bool, bool> ret = base_class::ensure_at( refHead, *pNode,
-                [&f]( bool bNew, node_type& node, node_type& ){ f( bNew, node.m_Data ); });
+            std::pair<bool, bool> ret = base_class::update_at( refHead, *pNode,
+                [&f]( bool bNew, node_type& node, node_type& ){ f( bNew, node.m_Data ); },
+                bAllowInsert );
             if ( ret.first && ret.second )
                 pNode.release();
 
@@ -772,9 +849,9 @@ namespace cds { namespace container {
             return base_class::erase_at( refHead, key, cmp, [&f]( node_type const & node ){ f( const_cast<value_type&>(node.m_Data)); });
         }
         template <typename K, typename Compare>
-        bool extract_at( head_type& refHead, typename gc::Guard& dest, K const& key, Compare cmp )
+        bool extract_at( head_type& refHead, typename guarded_ptr::native_guard& guard, K const& key, Compare cmp )
         {
-            return base_class::extract_at( refHead, dest, key, cmp );
+            return base_class::extract_at( refHead, guard, key, cmp );
         }
 
         template <typename K, typename Compare>
@@ -790,7 +867,7 @@ namespace cds { namespace container {
         }
 
         template <typename K, typename Compare>
-        bool get_at( head_type& refHead, typename gc::Guard& guard, K const& key, Compare cmp )
+        bool get_at( head_type& refHead, typename guarded_ptr::native_guard& guard, K const& key, Compare cmp )
         {
             return base_class::get_at( refHead, guard, key, cmp );
         }
@@ -800,4 +877,4 @@ namespace cds { namespace container {
 
 }}  // namespace cds::container
 
-#endif  // #ifndef __CDS_CONTAINER_IMPL_MICHAEL_KVLIST_H
+#endif  // #ifndef CDSLIB_CONTAINER_IMPL_MICHAEL_KVLIST_H