實現無鎖隊列（對於Logger組件）

Question

我正在設計一個新的改進的Logger組件（.NET 3.5，C＃）。

我想使用無鎖實現。

記錄事件將從（潛在地）多個線程被發送，盡管只有一個線程將執行實際輸出到文件/其它存儲介質。

從本質上講，所有的編寫器都將它們的數據排入某個隊列，然后通過其他一些進程（LogFileWriter）進行檢索。

這可以通過無鎖方式實現嗎？ 我無法在網上找到這個特定問題的直接參考。

Answer 1

如果您發現在這種情況下使用鎖定太慢，則會出現更大的問題。 鎖定，當它沒有爭用時，在我的系統上需要大約75納秒（2.0 GHz Core 2 Quad）。 當它爭論時，當然，它需要更長的時間。 但由於鎖只是保護對Enqueue或Dequeue的調用，因此日志寫入的總時間不可能遠遠超過75納秒。

如果鎖是一個問題 - 也就是說，如果你發現你的線程排在該鎖后面並導致你的應用程序顯着減速 - 那么建立一個無鎖隊列就不太可能有所幫助。 為什么？ 因為如果你真的那么多地寫入日志，那么你的無鎖阻塞隊列將會如此快地填滿，你將被限制在I / O子系統的速度上。

我有一個多線程應用程序，每秒寫入200個日志條目的順序到一個受簡單鎖保護的Queue<string> 。 我從來沒有注意到任何明顯的鎖爭用，並且處理速度不會太慢。 75 ns與其他所有事情相比已經相形見絀了。

Answer 2

這種無鎖隊列的實現可能會有所幫助，其中隊列是您用於將要出列的項目入隊並由記錄器寫出的數據結構。

http://www.boyet.com/Articles/LockfreeQueue.html

您也可以查看.Net 4的ConcurrentQueue

http://www.albahari.com/threading/part5.aspx#_Concurrent_Collections

http://geekswithblogs.net/BlackRabbitCoder/archive/2011/02/10/c.net-little-wonders-the-concurrent-collections-1-of-3.aspx

Answer 3

那里有無鎖隊列的不同實現。

我自己在http://hackcraft.github.com/Ariadne/上使用了一種簡單的方法，並且是開源的，因此您可以根據需要進行調整。

ConcurrerntQueue也是無鎖的，並且很可能用於大多數目的，盡管在Ariadne中有一些成員支持其他操作（例如將整個內容的枚舉作為原子操作出列，允許單個消費者更快地枚舉） 。