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我的记录器有一个 SPSC 队列。
当然不是通用的SPSC无锁队列。
但是,考虑到关于它的使用方式、目标架构等的一系列假设,以及一些可接受的权衡(我将在下面详细介绍),我的问题基本上是,它安全吗/它有效吗?
x86_64
架构上使用,因此写入 uint16_t
将是原子的。tail
。head
。head
的旧值,看起来队列中的空间比实际少,这在使用 is 的上下文中是可以接受的限制。<tail
的旧值,看起来队列中等待的数据比实际少,这也是一个可接受的限制。上述限制是可以接受的,因为:
tail
,但最终会到达最新的tail
,并记录排队的数据。head
,因此队列看起来比实际情况更满。在我们的负载测试中,我们发现我们记录的数量与队列的大小,以及记录器清空队列的速度,这个限制没有影响 - 队列中总是有空间。最后一点,volatile
的使用是必要的,以防止每个线程只读取的变量被优化掉。
我的问题:
volatile
是否足够?volatile
是否必要?我的队列:
class LogBuffer
{
public:
bool is_empty() const { return head_ == tail_; }
bool is_full() const { return uint16_t(tail_ + 1) == head_; }
LogLine& head() { return log_buffer_[head_]; }
LogLine& tail() { return log_buffer_[tail_]; }
void advance_head() { ++head_; }
void advance_hail() { ++tail_; }
private:
volatile uint16_t tail_ = 0; // write position
LogLine log_buffer_[0xffff + 1]; // relies on the uint16_t overflowing
volatile uint16_t head_ = 0; // read position
};
最佳答案
Is this logic correct?
是的。
Is the queue thread safe?
没有。
Is volatile sufficient? Is volatile necessary?
不,两者都是。 Volatile 不是使任何变量成为线程安全的神奇关键字。您仍然需要为索引使用原子变量或内存屏障,以确保在您生产或使用项目时内存顺序正确。
更具体地说,在为队列生成或使用项目后,您需要发出内存屏障以保证其他线程将看到更改。当您更新原子变量时,许多原子库会为您做这件事。
顺便说一句,使用“was_empty”而不是“is_empty”来明确它的作用。此调用的结果是一个时间实例,它可能在您对其值采取行动时发生了变化。
关于c++ - 没有原子的 SPSC 无锁队列,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/27139260/
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