C#中的無鎖優先隊列

Question

我最近一直在尋找有關如何在 C# 中構建無鎖優先級隊列的信息。 我什至還沒有找到任何語言的實現，或者關於這個問題的像樣的論文。 我發現幾篇論文似乎是副本，或者至少引用了一篇特定的論文，盡管它的名字實際上並不是關於無鎖優先隊列的論文； 它實際上是一篇關於使用細粒度鎖的優先級隊列的論文。

我從其他地方收到的答復包括“使用單個線程”和“您不需要它是無鎖的”和“這是不可能的”。 這三個回答都是錯誤的。

如果有人有這方面的信息，我將不勝感激。

Answer 1

一般來說， 自己編寫這種代碼是一個壞主意。

但是，如果您真的想編寫這種代碼，我說從Eric Lippert 的書（或博客，實際上） （網絡存檔鏈接）中獲取一頁，基本上，您將實現隊列，而不是擁有所有對隊列進行修改的函數會修改您調用該方法的實例，這些方法返回隊列的全新實例。

這在語義上類似於System.String用於維護不變性的模式； 所有操作都返回一個新的System.String ，原始未修改。

這樣做的結果是您被迫重新分配每次調用時返回的引用。 因為引用的賦值是原子操作，所以不用擔心線程安全； 你保證讀/寫將是原子的。

然而，這將導致最后勝利的局面； 可能對隊列進行了多次修改，但只有最后一個分配會保留，而丟失了其他插入隊列的內容。

這可能是可以接受的； 如果沒有，您必須在引用的分配和讀取周圍使用同步。 您仍然會有一個無鎖優先級隊列，但是如果您擔心線程安全和維護操作的完整性，那么您除了將同步的關注移到數據結構之外（幾乎所有情況下） , 是一件好事，因為它為您提供了細粒度的顯式控制）。

Answer 2

多處理器編程的藝術。 請參閱第 15 章 - 優先級隊列。 本書使用 Java 編寫，但可以輕松轉換為 C#，因為它們都具有 GC（這對於本書中的大多數實現很重要）。