C#中的无锁优先队列

Question

我最近一直在寻找有关如何在 C# 中构建无锁优先级队列的信息。 我什至还没有找到任何语言的实现，或者关于这个问题的像样的论文。 我发现几篇论文似乎是副本，或者至少引用了一篇特定的论文，尽管它的名字实际上并不是关于无锁优先队列的论文； 它实际上是一篇关于使用细粒度锁的优先级队列的论文。

我从其他地方收到的答复包括“使用单个线程”和“您不需要它是无锁的”和“这是不可能的”。 这三个回答都是错误的。

如果有人有这方面的信息，我将不胜感激。

Answer 1

一般来说， 自己编写这种代码是一个坏主意。

但是，如果您真的想编写这种代码，我说从Eric Lippert 的书（或博客，实际上） （网络存档链接）中获取一页，基本上，您将实现队列，而不是拥有所有对队列进行修改的函数会修改您调用该方法的实例，这些方法返回队列的全新实例。

这在语义上类似于System.String用于维护不变性的模式； 所有操作都返回一个新的System.String ，原始未修改。

这样做的结果是您被迫重新分配每次调用时返回的引用。 因为引用的赋值是原子操作，所以不用担心线程安全； 你保证读/写将是原子的。

然而，这将导致最后胜利的局面； 可能对队列进行了多次修改，但只有最后一个分配会保留，而丢失了其他插入队列的内容。

这可能是可以接受的； 如果没有，您必须在引用的分配和读取周围使用同步。 您仍然会有一个无锁优先级队列，但是如果您担心线程安全和维护操作的完整性，那么您除了将同步的关注移到数据结构之外（几乎所有情况下） , 是一件好事，因为它为您提供了细粒度的显式控制）。

Answer 2

多处理器编程的艺术。 请参阅第 15 章 - 优先级队列。 本书使用 Java 编写，但可以轻松转换为 C#，因为它们都具有 GC（这对于本书中的大多数实现很重要）。