是否存在樂觀的無鎖FIFO隊列實現？

Question

是否存在“ 無鎖FIFO隊列的optmistic方法”算法的 C ++實現（源代碼）？

Answer 1

Herb Sutter在Dobbs Journal博士的有效Concurency專欄中列出了這樣一個隊列。

編寫無鎖代碼：更正的隊列

Answer 2

我想總結一下greyfade給出的答案，它基於http://www.drdobbs.com/high-performance-computing/212201163 （本文的最后一部分），優化的代碼將是（通過一些修改）適合我的命名和編碼慣例） ：`

template <typename T> class LFQueue {
private:
    struct LFQNode {
        LFQNode( T* val ) : value(val), next(nullptr) { }
        T* value;
        AtomicPtr<LFQNode> next;
        char pad[CACHE_LINE_SIZE - sizeof(T*) - sizeof(AtomicPtr<LFQNode>)];
    };

    char pad0[CACHE_LINE_SIZE];
    LFQNode* first;                 // for one consumer at a time
    char pad1[CACHE_LINE_SIZE - sizeof(LFQNode*)];
    InterlockedFlag consumerLock;   // shared among consumers
    char pad2[CACHE_LINE_SIZE - sizeof(InterlockedFlag)];
    LFQNode* last;                  // for one producer at a time
    char pad3[CACHE_LINE_SIZE - sizeof(LFQNode*)];
    InterlockedFlag producerLock;   // shared among producers
    char pad4[CACHE_LINE_SIZE - sizeof(InterlockedFlag)];
public:
    LFQueue() {
        first = last = new LFQNode( nullptr ); // no more divider
        producerLock = consumerLock = false;
    }

    ~LFQueue() {
        while( first != nullptr ) {
            LFQNode* tmp = first;
            first = tmp->next;
            delete tmp;
        }
    }

    bool pop( T& result ) {
        while( consumerLock.set(true) ) 
        { }                             // acquire exclusivity
        if( first->next != nullptr ) {  // if queue is nonempty 
            LFQNode* oldFirst = first;
            first = first->next;
            T* value = first->value;    // take it out
            first->value = nullptr;     // of the Node
            consumerLock = false;       // release exclusivity
            result = *value;            // now copy it back
            delete value;               // and clean up
            delete oldFirst;            // both allocations
            return true;                // and report success
        }
        consumerLock = false;           // release exclusivity
        return false;                   // queue was empty
    }

    bool push( const T& t )  {
        LFQNode* tmp = new LFQNode( t );    // do work off to the side
        while( producerLock.set(true) ) 
        { }                             // acquire exclusivity
        last->next = tmp;               // A: publish the new item
        last = tmp;                     // B: not "last->next"
        producerLock = false;           // release exclusivity
        return true;
    }
};

`

另一個問題是你如何定義CACHE_LINE_SIZE？ 它的CPU有所不同嗎？

Answer 3

這是我實現的無鎖FIFO。

確保T的每個項目是64字節的倍數（Intel CPU中的緩存行大小），以避免錯誤共享。

這段代碼用gcc / mingw編譯，應該用clang編譯。 它針對64位進行了優化，因此要使其在32位上運行需要進行一些重構。

https://github.com/vovoid/vsxu/blob/master/engine/include/vsx_fifo.h

vsx_fifo<my_struct, 512> my_fifo;

發件人：

my_struct my_struct_inst;
... fill it out ...
while (!my_fifo.produce(my_struct_inst)) {}

接收器：

my_struct my_struct_recv;
while(my_fifo.consume(my_struct_recv)) 
{ 
  ...do stuff...
}

Answer 4

如果您正在尋找一個良好的無鎖隊列實現，Microsoft Visual Studio 2010和英特爾的線程構建塊都包含一個很好的LF隊列，類似於本文。

這是VC 2010中的鏈接

Answer 5

這個lfqueue怎么樣？

這是跨平台，無限排隊的線程安全隊列，已經過多deq，多enq-deq和多enq的測試 。 保證內存安全。

例如

int* int_data;
lfqueue_t my_queue;

if (lfqueue_init(&my_queue) == -1)
    return -1;

/** Wrap This scope in other threads **/
int_data = (int*) malloc(sizeof(int));
assert(int_data != NULL);
*int_data = i++;
/*Enqueue*/
 while (lfqueue_enq(&my_queue, int_data) == -1) {
    printf("ENQ Full ?\n");
}

/** Wrap This scope in other threads **/
/*Dequeue*/
while  ( (int_data = lfqueue_deq(&my_queue)) == NULL) {
    printf("DEQ EMPTY ..\n");
}

// printf("%d\n", *(int*) int_data );
free(int_data);
/** End **/

lfqueue_destroy(&my_queue);