用Java创建原子RingBuffer

Question

我在考虑如何在Java和Android中实现线程安全的RingBuffer（由于某些原因，即使经过了这么多年，也没有循环队列。因此，没有（Circular / Ring）ByteBuffer，也没有（Circular / Ring）（缓冲区/队列）。

甚至大多数第三方的RingBuffer实现都被认为不是线程安全的，这使我认为它确实不像我想的那样简单。 我在想的是在做这样的事情：

• 有一个封装了Head和Tail位置的对象（例如RingBufferPosition）。
• 让RingBuffer维护对RingBufferPosition的AtomicReference
• 当一个线程添加一些东西时，它将创建一个临时的对象（不幸的是，我对Java的了解还不够多，但是要“堆栈分配”），该对象将被反复循环，并使用新的更新头进行更新直到它可以成功地CAS。
• 当线程删除某些内容时，它将类似于添加某些内容。
• 在分配给最大长度的数组中访问所有内容，因此，头和​​尾可以在O（1）时间内访问/更新当前元素。

这项工作会更好吗？与仅同步对集合的访问相比，它会带来任何好处吗？

一小段代码示例/伪代码（尚未运行，并且我什至不知道如何远程测试原子数据结构，我计划将其用于缓冲/流媒体，但是我还没有达到所需的距离首先创建）可以在此处找到。 我的评论/文档在那里详细说明了我的担忧。

最后，为了解决一个可能的“为什么”问题，例如“为什么需要这样的表现”，我将是真实的。 我一直发现数据结构，特别是无原子/无锁数据结构非常有趣，并且我发现这是一个非常好的学习练习，而且我一直想创建一个环形缓冲区。 我本可以使所有内容“同步”，但是我也很重视性能。

Answer 1

多个读取器/多个写入器环形缓冲区很棘手。

您的方法行不通，因为您无法原子地更新该开始/结束位置和数组内容。 考虑添加到缓冲区：如果首先更新结束位置，则在缓冲区包含无效项的情况下，需要一段时间才能更新数组。 如果您首先更新数组，那么没有什么可以阻止同时添加内容踩踏同一数组元素的。

有很多方法可以解决这些问题，但是各种方法都有不同的权衡取舍，并且如果您可以摆脱多读取器或多写入器的要求，则可以使用更好的选择。

如果我不得不猜测为什么在标准库中没有并发的环形缓冲区，那是因为没有一种最佳的实现方法对大多数情况都适用。 相比之下，用于ConcurrentLinkedQueue的数据结构简单而优雅，并且在需要并发链接列表时是显而易见的选择。