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一个关于无锁队列的多线程读写代码示例。在这里#xff0c;我提供一个简单的示例来说明这个问题。 在使用无锁队列时#xff0c;需要注意以下几点#xff1a; 使用原子操作来实现对队列的读写操作#xff0c;以避免多线程同时访问同一数据导致的竞争条…无锁队列的基本介绍
一个关于无锁队列的多线程读写代码示例。在这里我提供一个简单的示例来说明这个问题。 在使用无锁队列时需要注意以下几点 使用原子操作来实现对队列的读写操作以避免多线程同时访问同一数据导致的竞争条件问题。 当队列为空或已满时需要使用特殊的标记来表示队列的状态。 使用链表来实现的无锁队列 下面是一个使用无锁队列的多线程读写代码示例
#include atomic
#include thread
#include iostream
template typename T
class LockFreeQueue
{
public:LockFreeQueue() : m_head(new Node), m_tail(m_head.load()) {}~LockFreeQueue(){while (Node* const old_head m_head){m_head old_head-next;delete old_head;}}void enqueue(T value){Node* const new_node new Node(value);Node* old_tail m_tail.exchange(new_node);old_tail-next new_node;}bool dequeue(T value){Node* old_head m_head;Node* new_head;do{if (old_head-next nullptr){return false;}new_head old_head-next;} while (!m_head.compare_exchange_weak(old_head, new_head));value new_head-value;delete old_head;return true;}
private:struct Node{T value;Node* next;Node() : next(nullptr) {}Node(T value) : value(value), next(nullptr) {}};std::atomicNode* m_head;std::atomicNode* m_tail;
};
int main()
{LockFreeQueueint queue;std::thread t1([queue](){for (int i 0; i 10; i){queue.enqueue(i);}});std::thread t2([queue](){int value 0;while (value 9){if (queue.dequeue(value)){std::cout Dequeued value: value std::endl;}}});t1.join();t2.join();return 0;
}这段代码实现了一个无锁队列其中enqueue()函数用于向队列中添加元素dequeue()函数用于从队列中取出元素。在这个示例中我们使用了C11中的std::atomic来实现原子操作以确保多线程访问时的线程安全。同时我们使用了compare_exchange_weak()函数来确保多线程环境下的原子操作。
以环形队列实现无锁队列
#include atomic
template typename T
class LockFreeQueue {
public:LockFreeQueue(size_t capacity 1024) : m_capacity(capacity) {m_data new T[m_capacity];m_head.store(0, std::memory_order_relaxed);m_tail.store(0, std::memory_order_relaxed);}~LockFreeQueue() {delete[] m_data;m_data nullptr;}bool push(const T item) {size_t tail m_tail.load(std::memory_order_relaxed);size_t head m_head.load(std::memory_order_acquire);size_t count tail - head;if (count m_capacity - 1) {return false;}m_data[tail % m_capacity] item;m_tail.store(tail 1, std::memory_order_release);return true;}bool pop(T item) {size_t head m_head.load(std::memory_order_relaxed);size_t tail m_tail.load(std::memory_order_acquire);size_t count tail - head;if (count 0) {return false;}item m_data[head % m_capacity];m_head.store(head 1, std::memory_order_release);return true;}
private:T* m_data;size_t m_capacity;std::atomicsize_t m_head;std::atomicsize_t m_tail;
};这个队列是一个环形队列使用了两个原子变量 m_head 和 m_tail 分别表示队列头和队列尾通过利用原子操作保证线程安全实现了无锁的操作。同时使用了 memory_order 来保证数据的可见性和原子性。
