c - C中的多编写器线程安全队列

Question

我正在使用 pthreads 开发多线程 C 应用程序。我有一个写入数据库的线程(数据库库只能在单个线程中安全使用)，还有几个线程正在收集数据、处理数据，然后需要将结果发送到数据库线程进行存储。我已经看到提到在 C 中创建一个多作者安全队列是“可能的”，但是我看到这个提到的每个地方都只是说它“对于这个例子来说太复杂了”并且仅仅演示了一个单一作者安全队列.

我需要以下东西:

• 高效的插入和移除。我假设像任何其他队列一样，O(1) 入队和出队是可能的。
• 动态分配的内存，即链接结构。我不需要对队列的大小有任意限制，所以数组真的不是我想要的。

编辑: 读取线程不应该在空队列上自旋，因为可能有几分钟没有写入，短时间突发大量写入。

Answer 1

当然，有无锁队列。不过，根据您在评论中所说的内容，这里的性能一点也不重要，因为无论如何您都会为每次写入创建一个线程。

因此，这是条件变量的标准用例。使自己成为一个包含互斥锁、条件变量、链表(或循环缓冲区，如果你喜欢的话)和取消标志的结构:

write:
    lock the mutex
    (optionally - check the cancel flag to prevent leaks of stuff on the list)
    add the event to the list
    signal the condition variable
    unlock the mutex

read:
   lock the mutex
   while (list is empty AND cancel is false):
       wait on the condition variable with the mutex
   if cancel is false:  // or "if list non-empty", depending on cancel semantics
       remove an event from the list
   unlock the mutex
   return event if we have one, else NULL meaning "cancelled"

cancel:
   lock the mutex
   set the cancel flag
   (optionally - dispose of anything on the list, since the reader will quit)
   signal the condition variable
   unlock the mutex

如果您正在使用带有外部节点的列表，那么您可能希望在互斥锁之外分配内存，只是为了减少它的持有时间。但是，如果您使用可能最简单的侵入式列表节点来设计事件。

编辑:如果在取消时将“信号”更改为“广播”，您还可以支持多个阅读器(没有可移植的保证)。虽然您不需要它，但实际上也不需要任何费用。