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一个高性能无锁非阻塞链表队列

游戏开发 游戏开发 发布于：2021-07-17 22:18 | 阅读数：326 | 评论：0

这个是一个用c++ 11标准实现的无锁非阻塞链表队列，通过增加一个dummy节点，解偶合链表头指针和尾指针。使得当只有一个生产者和一个消费者时，进队和出队都无需加锁，进队操作的是尾指针，出队操作的是头指针，互不干涉。对于多个生产者且单个消费者时，只需要对尾指针加锁保护，而头指针不需要加锁。反之，对于单生产者且多消费者时，只需要对头指针加锁保护而尾指针不需要加锁。如果是多生产者和多消费者，那么头尾指针各自加锁保护。同时，队列内部会对节点进行缓存，避免重复的内存分配以提高性能。

在双cpu的机器上测试，性能比boost实现的单生产者和单消费者队列boost::lockfree::spsc_queue快6到7倍。

//对模板使用别名，方便使用(说明：NullMutex是一个空锁，是一个自旋锁spin_lock)

  //单生产者和单消费者
   template<typename VALUE_TYPE>  using  spsc_queue = TDoubleLockLinkedNonBlockingQueue<VALUE_TYPE, NullMutex, NullMutex>;

   //多生产者和单消费者
   template<typename VALUE_TYPE>  using  mpsc_queue = TDoubleLockLinkedNonBlockingQueue<VALUE_TYPE, spin_lock, NullMutex>;

   //单生产者和多消费者
   template<typename VALUE_TYPE>  using  spmc_queue = TDoubleLockLinkedNonBlockingQueue<VALUE_TYPE, NullMutex,spin_lock>;

   //多生产者和多消费者
   template<typename VALUE_TYPE>  using  mpmc_queue = TDoubleLockLinkedNonBlockingQueue<VALUE_TYPE, spin_lock, spin_lock>;

//使用例子：

//定义一个单生产者和单消费者队列
spsc_queue<int> queue;
//进队
queue.push(1);

//出队
int value;
if(queue.pop(value))
{
   printf("value = %d \n",value);
}

下文测试例子在E5-2620 v3 双cpu的机器上的运行结果：

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
单生产者[1]--单消费者[1]模型测试 数据请求[count=100000000]：

NullMutex TDoubleLockLinkedNonBlockingQueue :  花时 3.010000 秒

boost::lockfree::spsc_queue :  花时 19.312000 秒
//代码及测试例子下载:
http://www.oschina.net/code/snippet_2504104_55974

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