是否存在乐观的无锁FIFO队列实现？

Question

是否有任何C ++实现（源代码）“optmistic approach to lock-free FIFO queues" algorithm？

Answer 1

qazxsw poi在Dobbs Journal博士的有效并发专栏中介绍了这样一个队列。

Herb Sutter

Answer 2

我想总结一下greyfade给出的答案，它基于Writing Lock-Free Code: A Corrected Queue（文章的最后部分），优化的代码将是（根据我的命名和编码惯例进行一些修改）：

http://www.drdobbs.com/high-performance-computing/212201163

`

另一个问题是你如何定义CACHE_LINE_SIZE？它的CPU有所不同吗？

Answer 3

这是我实现的无锁FIFO。

确保T的每个项目是64字节的倍数（Intel CPU中的缓存行大小），以避免错误共享。

这段代码用gcc / mingw编译，应该用clang编译。它针对64位进行了优化，因此要使其在32位上运行需要进行一些重构。

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;
    }
};

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

发件人：

vsx_fifo<my_struct, 512> my_fifo;

接收器：

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

Answer 4

如果您正在寻找一个良好的无锁队列实现，Microsoft Visual Studio 2010和英特尔的线程构建块都包含一个很好的LF队列，类似于本文。

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

Answer 5

这个Here's a link to the one in VC 2010怎么样？

这是跨平台，无限排队的线程安全队列，已经过多deq，多enq-deq和多enq的测试。保证内存安全。

例如

lfqueue