用 C ++ 可实现轻量级 STM，核心是版本号验证 + 本地日志 + 提交时冲突检测，读路径无锁、乐观并发，适合教学与嵌入式场景，但需手动管理读写集且非生产就绪。
用 C++ 实现一个“简单但可用”的软件事务内存（STM）是完全可行的，核心不在于替代工业级方案（如 libcds 或 TL2），而在于理解 STM 的关键机制：读写隔离、冲突检测、原子提交与回滚。下面是一个轻量、 无锁 （读路径无锁）、基于乐观并发的实验性 STM 实现思路，适合学习和小规模嵌入式 / 教学场景。
核心设计：版本化 + 本地缓存 + 提交时验证
每个共享变量附加一个全局递增的版本号（version_t），事务执行时：
- 读操作：记录变量当前版本号，并缓存其值（避免重复读）
- 写操作：只写入事务私有日志（
write_log），不直接修改原变量 - 提交前：遍历所有读集，检查对应变量版本是否未变；若全部通过，再按顺序将写日志原子写入，并 bump 全局版本
- 失败则丢弃日志，重试（可加退避）
关键组件实现（C++17 风格）
以下为最小可行代码骨架（省略异常安全与内存序细节，实际需补充）：
struct versioned_value {mutable std::atomic<size_t> version{0}; mutable std::mutex mtx; std::any data; <pre class='brush:php;toolbar:false;'>template<typename T> T read() const { std::shared_lock<std::shared_mutex> lock(mtx); return std::any_cast<T>(data); } template<typename T> void write(const T& v) {std::unique_lock<std::shared_mutex> lock(mtx); data = v; version.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed); }};
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struct transaction {struct read_entry { size_t key; size_t ver; std::any val;}; struct write_entry {size_t key; std::any val;};
std::vector<read_entry> reads; std::vector<write_entry> writes; static inline std::atomic<size_t> global_clock{0}; bool commit(std::vector<versioned_value*>& shared_vars) {// Step 1: validate all reads for (auto& r : reads) {if (shared_vars[r.key]->version.load(std::memory_order_acquire) != r.ver) return false; } // Step 2: install writes (with bumped version) for (auto& w : writes) {shared_vars[w.key]->write(w.val); } return true; }};
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使用方式：类似数据库的 try-commit 模式
用户不直接访问变量，而是包裹在事务块中：
// 假设有两个共享变量 versioned_value x, y; std::vector<versioned_value*> vars = {&x, &y}; <p>for (int retry = 0; retry < 10; ++retry) {transaction t; // 读取并记录版本 t.reads.push_back({0, x.version.load(), x.read<int>()}); t.reads.push_back({1, y.version.load(), y.read<int>()});</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 计算新值（纯内存操作）int nx = std::any_cast<int>(t.reads[0].val) + 1; int ny = std::any_cast<int>(t.reads[1].val) * 2; // 写入日志（不改原值）t.writes.push_back({0, nx}); t.writes.push_back({1, ny}); if (t.commit(vars)) {break; // success} std::this_thread::yield(); // or backoff}
注意事项与局限性
这个实验性 STM 是教学导向，不是生产就绪方案：
- 无自动读写集跟踪：需手动构造
reads/writes，真实 STM 通常靠重载operator[]或宏注入 - 无内存回收：
std::any可能引发分配，且未处理 ABA 或对象生命周期问题 - 写冲突串行化：多个事务写同一变量时，后提交者必然失败，可能饥饿
- 不支持嵌套事务、abort handler、持久化等高级特性
但它清晰暴露了 STM 的本质：** 把并发控制从“互斥”转向“验证 + 重试”，把一致性保障移到提交点 **。
基本上就这些。想扩展？可以加读写锁优化读多写少场景，或用 hazard pointer 管理内存，甚至对接 std::jthread 和 std::stop_token 支持取消。实验性，贵在动手拆解。
