c++ - 多线程单读单写fifo队列

Question

我需要一个队列来将消息从一个线程 (A) 传递到另一个线程 (B)，但是我无法找到真正满足我要求的队列，因为它们通常允许添加一个项目失败，这种情况下在我的情况下，这几乎是致命的，因为需要处理消息，并且线程真的不能停止并等待空闲空间。

• 只有线程 A 添加项目，只有线程 B 读取它们
• 线程 A 绝不能阻塞，但是线程 B 对性能不是关键的，所以它可以
• 添加项目必须始终成功，因此队列不能有大小上限(系统内存不足)
• 如果队列为空，线程B应该等待，直到有一个项目要处理

Answer 1

下面是用 C++ 编写无锁队列的方法:

http://www.ddj.com/hpc-high-performance-computing/210604448

但是当你说“线程 A 不能阻塞”时，你确定这是要求吗？ Windows 不是实时操作系统(正常使用的 Linux 也不是)。如果您希望线程 A 能够使用所有可用的系统内存，那么它需要分配内存(或等待其他人分配内存)。操作系统本身无法提供比读者和编写者都使用进程内锁(即非共享互斥锁)以操作列表时更好的时间保证。添加消息的最坏情况是必须转到操作系统以获取内存。

简而言之，您不喜欢那些具有固定容量的队列是有原因的 - 这样它们就不必在所谓的低延迟线程中分配内存。

因此，无锁代码通常不会那么阻塞，但由于内存分配的原因，它不能保证如此，除非你有一个真正巨大的流，否则使用互斥体的性能不应该那么糟糕要处理的事件(例如，您正在编写网络驱动程序并且消息是传入的以太网数据包)。

所以，在伪代码中，我首先要尝试的是:

Writer:
    allocate message and fill it in
    acquire lock
        append node to intrusive list
        signal condition variable
    release lock

Reader:
    for(;;)
        acquire lock
            for(;;)
                if there's a node
                    remove it
                    break
                else
                   wait on condition variable
                endif
            endfor
        release lock
        process message
        free message
    endfor

只有当这被证明会在编写器线程中引入 Not Acceptable 延迟时，我才会使用无锁代码(除非我碰巧已经有一个合适的队列)。