多线程无锁队列实现思路

本文是基于单生产者单消费者线程的实现。

struct {

char buf[65536];

unsigned short writer_index;

unsigned short reader_index;

}

reader_index只由读线程改变,writer_index只由写线程改变。

读线程读取reader_index到writer_index之间的数据,读取完毕向前移动reader_index。发现writer_index小于reader_index,读线程读取数据直到队列结尾,并将reader_index移到队列开头,继续读取。

写线程计算检查可用写空间,将数据写入,并移动writer_index。当写到队列结尾,将writer_index移动到队列开头,再从头开始写。

读线程看到的writer_index不一定是最新的,但不会导致读取错误数据,只是会比应该读取的少读一些。

写线程看到的reader_index不一定是最新的,但不会导致写入错误,只是会比应该写入的少写一些。

需要注意的是cpu对指令的乱序执行以及cpu间cache同步乱序问题。

1.cpu完全可以先将写指针移动,然后再写入数据,这样的执行顺序对于单线程没有任何影响。对于我们现在这种模型,读线程就有机率读取到错误的数据。同样读线程先执行读指针移动,后读取数据,会有机率导致还没有读出的数据被写线程写入覆盖。

2.cpu间数据同步数据可能乱序。比如cpu1修改了a和b,同步给cpu2,a和b到达cpu2的顺序不确定。如果读线程写线程分处于两个不同cpu执行,有机率出现1问题中同样的错误,即读线程先看到了写指针的改变,并读取了还没有被写入的脏数据。

解决方法就是给cpu使绊,使用memory barrier(内存屏障)让cpu必须顺序执行指令,并保证同步顺序。关于memory barrier的用法可以自行google,也可以关注我的下一篇关于内存屏障的使用介绍。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 211,123评论 6 490
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,031评论 2 384
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 156,723评论 0 345
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,357评论 1 283
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,412评论 5 384
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,760评论 1 289
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,904评论 3 405
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,672评论 0 266
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,118评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,456评论 2 325
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,599评论 1 340
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,264评论 4 328
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,857评论 3 312
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,731评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,956评论 1 264
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,286评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,465评论 2 348

推荐阅读更多精彩内容