本文作者:StubbornHuang
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原文标题:C++11 – 基于无锁队列的单生产者单消费者模型
原文链接:https://www.stubbornhuang.com/796/
发布于:2020年04月22日 13:40:38
修改于:2020年04月28日 8:39:43

1 单生产者单消费者无锁队列
Github项目地址:https://github.com/cameron314/readerwriterqueue
1.1 成员函数说明
- try_enqueue:如果队列中有空间,则使元素的副本入队。如果元素已入队,则返回true,否则返回false。不分配内存。
- enqueue : 使元素的副本进入队列。如果需要,分配一个额外的内存块。仅在内存分配失败时失败(返回false)。
- try_dequeue : 尝试使元素出队; 如果队列为空,返回false。 如果队列中至少有一个元素,使用operator =将结果移到结果的前面,然后返回true。
- peek : 返回一个指向队列中前元素的指针(接下来将通过调用
try_dequeue
或pop
删除)。 如果
调用该方法时,队列显示为空,返回nullptr。必须仅从消费者线程调用。 - pop : 从队列中删除前元素(如果有),而不返回它。成功返回true,如果队列当时为空则返回false。
- size_approx :返回队列中当前的大概项目数。从生产者线程和使用者线程都可以安全调用。
- max_capacity : 返回此队列为空时可排队但不分配的项目总数。 生产者线程和消费者线程均可安全调用。
- emplace : 类似于enqueue(),但具有Emplace语义(就地构造)
- try_emplace : 类似于try_enqueue(),但具有Emplace语义(就地构造)
1.2 使用
在项目中包含readerwriterqueue.h和atomicops.h
2 多生产者多消费者无锁队列
另外这个作者还搞了一个并发的无锁队列,
Github地址:https://github.com/cameron314/concurrentqueue
3 单生产者单消费者无锁模型
基于第一个项目的readerwriterqueue,做了以下代码测试:
#include <iostream>
#include <thread>
#include "readerwriterqueue.h"
using namespace moodycamel;
ReaderWriterQueue<int> q(100);
int globalCount = 0;
// 生产者线程
void Producer()
{
while (true)
{
globalCount++;
q.enqueue(globalCount);
}
}
void Consumer()
{
while (true)
{
int temp;
q.try_dequeue(temp);
std::cout <<temp << std::endl;
}
}
int main()
{
std::thread consumer_Thread(Consumer);
std::thread producer_Thread(Producer);
consumer_Thread.join();
producer_Thread.join();
getchar();
return 0;
}
速度是真的快,果然如这个作者说的:最快的同步就是永不不会发生的同步。而且其压出队列的顺序做出了保证。
4 如果队列里面是指针,该如何正确释放内存
可参考以下代码:
#include <iostream>
#include <thread>
#include <vld.h>
#include "readerwriterqueue.h"
#include "concurrentqueue.h"
using namespace moodycamel;
class A {
public:
int a;
};
ReaderWriterQueue<A*> q;
// 生产者线程
void Producer()
{
for (int i = 0; i < 100000; ++i)
{
A* temp = new A();
temp->a = i;
q.enqueue(temp);
}
}
void Consumer()
{
while (true)
{
A* temp = NULL;
if (q.try_dequeue(temp))
{
//std::cout << temp->a <<"队列数:"<<q.size_approx()<< std::endl;
delete temp;
temp = NULL;
}
else
{
std::cout << "执行完成" << std::endl;
break;
}
}
}
int main()
{
Producer();
std::cout << "开始执行" << std::endl;
std::thread consumer_Thread(Consumer);
consumer_Thread.join();
getchar();
return 0;
}
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