`sync_bounded_queue::size` may return an incorrect value

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評価

難易度
2/5
見積もり時間
1〜3時間
初心者へのやさしさ
58/100
issue の種類
バグ
明瞭さ
明確に書かれている
活発さ
停滞
技術スタック
cpp

調査の方向性

include/boost/thread/concurrent_queues/sync_bounded_queue.hpp から始め、full()、capacity()、および in_/out_ の状態と併せて size の実装を調べてください。issue にある wraparound のシーケンスを再現し、その後、push と pull のサイクルを対象とする回帰テストを追加または適応してください。wraparound 後に size() がキューに入っている要素数と一致すれば完了です。

索引モデルが issue の本文から書いたものです。

説明

Bug Report: sync_bounded_queue::size may return an incorrect value

Description

The sync_bounded_queue::size method can return an incorrect value under specific conditions.

Steps to Reproduce
  1. Create a sync_bounded_queue with a fixed capacity (e.g., 5).
  2. Fill the queue to its maximum capacity using try_push.
  3. Empty the queue completely using try_pull.
  4. Push a single element into the queue.

After these steps, calling size() returns 0 instead of the expected 1. However, the empty() method correctly returns false.

Minimal Reproducible Example
#include <iostream>
#include <boost/thread/concurrent_queues/sync_bounded_queue.hpp>
int main() {
    const size_t capacity = 5;
    boost::sync_bounded_queue<int> queue(capacity);
    size_t test_size = 0;
    for (size_t i = 0; i < capacity; ++i) {
        if (queue.try_push(i)) {
            ++test_size;
        }
    }
    for (size_t i = 0; i < capacity; ++i) {
        if (queue.try_pull()) {
            --test_size;
        }
    }
    if (queue.try_push(1)) {
        ++test_size;
    }
    std::cout << "size = " << queue.size() << "\ttest_size = " << test_size << std::endl;
    std::cout << "empty = " << queue.empty() << "\ttest_empty = " << (test_size == 0) << std::endl;
    std::cout << "[ TEST " << (queue.size() == test_size ? "PASSED" : "FAILED") << "]" << std::endl;
    return 0;
}

Live Demo: https://godbolt.org/z/hMTvTT6Kq

Actual Output
size = 0	test_size = 1
empty = 0	test_empty = 0
[ TEST FAILED]
Expected Output
size = 1	test_size = 1
empty = 0	test_empty = 0
[ TEST PASSED]
Proposed Fix

The issue seems to be in the size method implementation. The current logic incorrectly handles the calculation when the queue has been wrapped around. The proposed fix simplifies the calculation:

--- a/include/boost/thread/concurrent_queues/sync_bounded_queue.hpp
+++ b/include/boost/thread/concurrent_queues/sync_bounded_queue.hpp
@@ -126,8 +126,7 @@ namespace concurrent
     }
     inline size_type size(lock_guard<mutex>& lk) const BOOST_NOEXCEPT
     {
-      if (full(lk)) return capacity(lk);
-      return ((in_+capacity(lk)-out_) % capacity(lk));
+      return ((in_+capacity_-out_) % capacity_);
     }
Validation

A comprehensive test has been created to verify the fix works correctly across multiple operations:

#include <iostream>
#include <boost/thread/concurrent_queues/sync_bounded_queue.hpp>

bool test_queue(boost::sync_bounded_queue<int>& queue, size_t& test_size, size_t count) {
    for (size_t i = 0; i < 2 * queue.capacity(); ++i) {
        for (size_t j = 0; j < count; ++j) {
            ++test_size;
            if (!queue.try_push(0) || queue.size() != test_size) {
                std::cout << "[ TEST FAILED ]" << std::endl;
                return false;
            }
        }
        for (size_t j = 0; j < count; ++j) {
            --test_size;
            if (!queue.try_pull() || queue.size() != test_size) {
                std::cout << "[ TEST FAILED ]" << std::endl;
                return false;
            }
        }
    }
    return true;
}

int main() {
    const size_t capacity = 5;
    boost::sync_bounded_queue<int> queue(capacity);
    size_t test_size = 0;
    for (size_t i = 1; i <= capacity; ++i) {
        if (!test_queue(queue, test_size, i)) {
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

Test with current implementation (fails): https://godbolt.org/z/48nTe4zYP
Test with proposed fix (passes): https://godbolt.org/z/33Ysr9hsE

Environment
  • Compiler: (any, reproduced on Godbolt with various compilers)
  • Platform: (any)

sync_bounded_queue.patch

主要言語
C++
スター
213
フォーク
171
PR マージ指標
30日以内にマージされた PR はありません

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