Language agnostic 如何构建无锁队列？_Language Agnostic_Queue_Atomic_Lockless

Language agnostic 如何构建无锁队列？

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Language agnostic 如何构建无锁队列？,language-agnostic,queue,atomic,lockless,Language Agnostic,Queue,Atomic,Lockless,我花了今天的时间来调查没有上锁的队伍。我有一个多生产者，多消费者的情况。为了进行测试，我在Win32下实现了一个使用互锁SList的系统，它使我的基于任务的高线程代码的性能提高了一倍。但不幸的是，我希望支持多个平台。在多个平台上联锁本身不是问题，我可以安全地假设我可以无问题联锁。然而，实际的实现让我不知所措最大的问题似乎是，您需要保证列表推送/弹出只使用一个联锁调用。否则你会留下空间让另一根线夹进去，把事情搞砸。我不确定微软的实现是如何运作的，我很想知道更多有人能告诉我有用的信息吗（平台和语

我花了今天的时间来调查没有上锁的队伍。我有一个多生产者，多消费者的情况。为了进行测试，我在Win32下实现了一个使用互锁SList的系统，它使我的基于任务的高线程代码的性能提高了一倍。但不幸的是，我希望支持多个平台。在多个平台上联锁本身不是问题，我可以安全地假设我可以无问题联锁。然而，实际的实现让我不知所措

最大的问题似乎是，您需要保证列表推送/弹出只使用一个联锁调用。否则你会留下空间让另一根线夹进去，把事情搞砸。我不确定微软的实现是如何运作的，我很想知道更多

有人能告诉我有用的信息吗（平台和语言是非常不相关的）

除此之外，我想知道是否有可能实现一个无锁向量。这对我有很大的用处：）干杯

编辑：读了herb的DDJ文章后，我可以看到一个简化的锁队列，它与我已经拥有的锁队列非常相似。然而，我注意到，最后有一些文件可以使用双重比较和交换（DCAS）操作实现真正的无锁排队。是否有人使用cmpxchg8b（或cmpxchg16b）实现了队列

我只是在考虑这一点（没有读过论文），但是你可以使用这个系统同时更新头和尾指针，从而避免在两个原子操作之间另一个线程跳转的问题。但是，您仍然需要获取下一个头部指针，以对照尾部指针进行测试，以查看您是否刚刚修改了尾部。当另一个线程准备自己更改此信息时，如何避免另一个线程更改此信息？这究竟是如何以无锁方式实现的？还是我最好读一读研究论文的不可破译性？；）

大家都有，也许你可以在那里找到一些灵感。其他有趣的文件是yqueue.hpp和atomic_ptr.hpp

我认为在这个主题上有一些有趣的讨论，特别是

您可能可以以最小的难度实现有限大小的队列。。。我最近在考虑这个问题，并提出了这个设计，但你可能会发现许多其他有趣的想法：（警告：它可能有一些问题！）

队列是指向项的指针数组
您必须管理2个指针（头、尾），它们以与循环缓冲区相同的方式在队列上工作
如果
```
head
```
==
```
tail
```
，则没有项目
如果您想要排队（ptr），则使用NULL（
```
prev\u tail
```
是交换的值）联锁交换
```
tail
```
- 如果
```
prev\u tail==NULL
```
  ，请重试
- 如果
```
prev_tail+1
```
  （带环绕）==
```
head
```
  ，则您的队列已满
- 否则，将您的
```
ptr
```
  放入
```
*prev_tail
```
  并将
```
prev_tail+1
```
  分配给
```
tail
```
  （注意缓冲区环绕）
对于
```
dequeue（）
```
复制tmp\u head=head并选中
```
tmp\u head=tail
```
- 如果为true，则返回，因为队列为空
- 如果是假的
  - 将tmp头保存为ptr
  - 进行CAS：比较
```
head
```
    与
```
tmp\u head
```
    swap
```
head
```
    与
```
head+1
```
  - 如果CAS失败--重新启动整个功能
  - 如果成功--返回
```
ptr
```

您可以同时等待头部和尾部CAS操作，但是如果队列没有被竞争，您应该第一次成功，而不需要不必要的锁

无限大小的队列“有点”难；）但是您应该能够创建一个足够大的队列来满足大多数需求。

viraptor解决方案正在锁定，我知道没有多生产者/多消费者无锁队列算法

您可能想看看Herb Sutters低锁队列的实现

它确实使用了c++0x原子，但它（应该）很容易用您的特定体系结构实现原子操作（“使用GNU的同步”，solaris上的原子操作等等）。

请看，可惜您没有回答：）我没有找到该队列，而且，我没有找到Herb Sutter的多生产者/消费者DDJ文章：）谢谢！在没有锁的情况下，如何检查出列时的

head==tail

。您必须循环到开头，而不是围绕CAS本身。CAS将检测头部是否移动。听起来不错，我同意扩展的解释。只是检查：）。本质上，您所描述的是队列上的自旋锁，不是吗？为什么不使用基于旋转锁的临界截面？演出也会一样的，不是吗？至于说如果队列没有竞争，一切都会好起来。。。如果没有竞争，那么您也可以使用关键部分；）几乎-使用spinlock时，您实际上必须在不同的位置锁定，这使得整个操作需要更长的时间。我不知道有什么好处，但是如果你非常关心寻找一个无锁的解决方案，那么很难得到比一个赋值+一个CA更快的版本。我认为它是无锁的-它不包含互斥锁。它确实需要同步，但任何线程安全的东西都需要同步。如果不重试（操作本身，或重试互斥锁），则无法实现任何线程安全。很抱歉，我没有仔细检查您的解决方案是典型的单一生产者/消费者Cas队列，我以为它是一个自旋锁。然而，对于多个消费者和多个生产者来说，还没有关于CAS解决方案的科学论文，它们都失败了。“我们仍然在写自旋锁；我们只是手工写。这意味着这不是一个纯粹的问题。”