Multithreading 在音频流应用程序中高效使用fifo

我有一个音频dsp应用程序，它使用线程池以比实时快得多的速度生成输出。这是为了在游戏中使用，音频流必须具有相当低的延迟。每个完成的缓冲区都会在主混合线程中结束，我需要从主混合线程将其交付给应用程序程序员。我想我可能在主类中有一个read_samples方法，它接受一个缓冲区指针和一些要读取的样本，并返回实际读取的样本数

我正在研究一种无锁fifo，即boost.lockfree中的单生产者/单消费者队列。我目前的设计目标如下：

非常重要的是，数据从fifo中输入和输出 很快，所以我们希望尽可能少的阻塞操作。大多数时候，应用程序程序员可能会在中断级优先级线程内调用主类的read_samples方法，因为许多音频I/O子系统都是通过这种方式（例如通过回调）接收数据的。因此，我们来到第2点和第3点

如果调用了read_样本，而fifo中没有足够的样本 交付所要求的数量，我们可能会拿走我们所拥有的（如果 然后立即返回，无阻塞。如果我们锁定并等待， 我们可能会影响许多其他的音频播放，中断级别 线程回调可能负责

如果生产者试图写入一个完整的缓冲区，我们要等到 所有的样品都已经写好了。我们想让用户在阅读时阅读 等待写入，以便它们可以清除缓冲区中的空间，以便 我们。生产者等待是没有问题的，因此该部件不需要无锁。通过为环形缓冲区设置一个大致与我们的延迟预期相对应的大小，我们可以确保生产者给我们的 足够的数据以避免播放暂停，但仅此而已

第1点和第2点对于实际实现来说是微不足道的，前提是我关于何时和何时不阻塞的设计决策似乎是合理的。第三点给我带来了一些麻烦。有没有一种有效的方法 锁定直到缓冲区不再满，并且只有当我们可以写入时才醒来 更多我可以很容易地检测出缓冲区的大小，谢天谢地，这是一个原子操作。但如何正确地锁定和解锁令我困惑，特别是因为我们确实希望能够中断锁定 例如，如果是关闭的时候，则过早关闭。我用什么做这个？条件变量？如果是这样，如果有人能提供一些伪代码，我将非常感激。我知道如何使用屏障，但还没有深入研究 条件变量太多了，我不确定我是否理解它们。尤其是自从

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他们显然可以在没有满足条件的情况下醒来，这似乎很奇怪。如果您有任何建议，我们将不胜感激。

当生产商生产过多材料时，获得阻塞行为的正确方法是使用条件变量。生产者在达到其限制时调用wait，消费者在消耗某些数据后立即调用notify_all。然后，生产者醒来并生成更多数据，等等。

FIFO中是否必须有实际数据？在高性能I/O中，更常见的是使指向“空”缓冲区的指针队列可供驱动程序使用。驱动程序用数据填充缓冲区（或部分缓冲区和长度），将缓冲区指针排到更高级别，并立即将另一个缓冲区指针排到下一批数据的队列中。驱动程序每次将缓冲区排队返回时都会发出信号量信号，以便更高级别的线程知道有一个信号量要出列和处理。“数据从fifo中快速推入和传出很重要”-只要只有一个生产者，设计/使用完全不需要硬锁定的队列就很简单，一个消费者，而你只是在排队等待指针。谢谢你的提示，马丁。将指针推到fifo中的缓冲区是一个好主意，我必须对此进行研究。我确实用一个条件变量解决了我原来的问题（我终于找到了正确使用它们的方法）。所以现在生产者耐心地等待消费者，就像我想的那样。