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Liblfds循環(huán)緩衝隊(duì)列如何實(shí)現(xiàn)部分無(wú)鎖進(jìn)度保證?

Dec 11, 2024 am 09:55 AM

How Does the Liblfds Circular Buffer Queue Achieve Partial Lock-Free Progress Guarantees?

循環(huán)緩衝區(qū)隊(duì)列中的無(wú)鎖進(jìn)度保證

本文探討了循環(huán)緩衝區(qū)隊(duì)列中無(wú)鎖進(jìn)度保證的概念多生產(chǎn)者/多消費(fèi)者有界隊(duì)列實(shí)現(xiàn)liblfds.

無(wú)鎖算法中的進(jìn)度保證

無(wú)鎖算法確保至少一個(gè)線程能夠在不被其他線程阻礙的情況下向前推進(jìn)。它們可以防止一個(gè)線程在繼續(xù)之前依賴另一個(gè)線程的情況,從而消除潛在的死鎖和僵局。

Liblfds 中的隊(duì)列實(shí)現(xiàn)

liblfds 中的隊(duì)列實(shí)現(xiàn)使用環(huán)形緩衝區(qū)數(shù)據(jù)具有原子寫(xiě)入和讀取索引的結(jié)構(gòu)。隊(duì)列中的每個(gè)槽都包含一個(gè)用戶數(shù)據(jù)字段和一個(gè)序列號(hào),它充當(dāng)紀(jì)元計(jì)數(shù)器以防止 ABA 問(wèn)題。

PUSH 和POP 操作

PUSH操作涉及原子加載寫(xiě)入索引、使用CompareAndSwap 循環(huán)保留槽、將用戶數(shù)據(jù)複製到保留槽中,最後更新序列號(hào)。在槽的序列號(hào)與讀取索引加一相匹配之前,POP 操作無(wú)法繼續(xù)。

無(wú)鎖資格

隊(duì)列實(shí)現(xiàn)引發(fā)了有關(guān)其作為鎖定資格的問(wèn)題空閒,因?yàn)镻USH 操作似乎保留了一個(gè)在序列號(hào)更新之前無(wú)法被POP 操作訪問(wèn)的槽。這引入了一種依賴關(guān)係,其中 POP 操作依賴於 PUSH 操作的完成。

功能屬性

隊(duì)列實(shí)現(xiàn)提供了無(wú)鎖結(jié)構(gòu)的某些功能優(yōu)勢(shì):

  • 部分上下文切換免疫力:如果一個(gè)線程在寫(xiě)入索引更新和序列號(hào)之間停滯,則可能會(huì)阻塞其他線程更新後,其他線程可以繼續(xù)推送或彈出元素到停止的元素。
  • 信號(hào)處理程序兼容性:可以從中斷或信號(hào)處理程序安全地訪問(wèn)隊(duì)列,允許異步推送或彈出元素。

性能屬性

該實(shí)現(xiàn)提供了合理的性能特徵:

  • 良好的無(wú)爭(zhēng)用性能:無(wú)爭(zhēng)用路徑涉及單個(gè)昂貴的CompareAndSwap 操作和一些內(nèi)存屏障。
  • 可擴(kuò)展的爭(zhēng)用性能:寫(xiě)入索引上的爭(zhēng)用是預(yù)期的,但可以有效管理通過(guò) CAS 操作。
  • 中等上下文切換免疫力:關(guān)鍵部分期間線程的上下文切換可能會(huì)給消費(fèi)者帶來(lái)問(wèn)題如果隊(duì)列達(dá)到一定程度的滿則線程。

功能限制

實(shí)作有一些功能限制:

  • 不完整的非同步執(zhí)行緒終止安全性:如果在關(guān)鍵部分期間非同步執(zhí)行緒終止,佇列可能會(huì)處?kù)恫灰恢碌臓顟B(tài)。
  • 部分訊號(hào)處理程序相容性:如果執(zhí)行緒在關(guān)鍵時(shí)刻被中斷,訊號(hào)處理程序無(wú)法完全耗盡佇列

結(jié)論

雖然liblfds 中的佇列實(shí)作提供了一些通常與無(wú)鎖結(jié)構(gòu)相關(guān)的功能和效能優(yōu)勢(shì),但它並不嚴(yán)格符合由於PUSH操作期間槽預(yù)留引入的依賴性,定義了無(wú)鎖定演算法。

以上是Liblfds循環(huán)緩衝隊(duì)列如何實(shí)現(xiàn)部分無(wú)鎖進(jìn)度保證?的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章!

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c多態(tài)性:功能是否超載一種多態(tài)性? c多態(tài)性:功能是否超載一種多態(tài)性? Jun 20, 2025 am 12:05 AM

是的,函數(shù)重載是C 中的一種多態(tài)形式,具體來(lái)說(shuō)是編譯時(shí)多態(tài)。 1.函數(shù)重載允許使用相同名稱但不同參數(shù)列表的多個(gè)函數(shù)。 2.編譯器根據(jù)提供的參數(shù)在編譯時(shí)決定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)。 3.與運(yùn)行時(shí)多態(tài)不同,函數(shù)重載在運(yùn)行時(shí)沒(méi)有額外開(kāi)銷,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,但靈活性較低。

C中有哪種多態(tài)性的多態(tài)性?解釋了 C中有哪種多態(tài)性的多態(tài)性?解釋了 Jun 20, 2025 am 12:08 AM

C 有兩種主要的多態(tài)類型:編譯時(shí)多態(tài)和運(yùn)行時(shí)多態(tài)。 1.編譯時(shí)多態(tài)通過(guò)函數(shù)重載和模板實(shí)現(xiàn),提供高效但可能導(dǎo)致代碼膨脹。 2.運(yùn)行時(shí)多態(tài)通過(guò)虛函數(shù)和繼承實(shí)現(xiàn),提供靈活性但有性能開(kāi)銷。

C:多態(tài)性真的有用嗎? C:多態(tài)性真的有用嗎? Jun 20, 2025 am 12:01 AM

是的,C 中的多態(tài)性非常有用。1)它提供了靈活性,允許輕松添加新類型;2)促進(jìn)代碼重用,減少重復(fù);3)簡(jiǎn)化維護(hù),使代碼更易擴(kuò)展和適應(yīng)變化。盡管存在性能和內(nèi)存管理的挑戰(zhàn),但其優(yōu)勢(shì)在復(fù)雜系統(tǒng)中尤為顯著。

C驅(qū)動(dòng)器:常見(jiàn)錯(cuò)誤 C驅(qū)動(dòng)器:常見(jiàn)錯(cuò)誤 Jun 20, 2025 am 12:12 AM

C destructorscanleadtoseveralcommonerrors.Toavoidthem:1)Preventdoubledeletionbysettingpointerstonullptrorusingsmartpointers.2)Handleexceptionsindestructorsbycatchingandloggingthem.3)Usevirtualdestructorsinbaseclassesforproperpolymorphicdestruction.4

C中的多態(tài)性:綜合指南 C中的多態(tài)性:綜合指南 Jun 21, 2025 am 12:11 AM

C 中的多態(tài)性分為運(yùn)行時(shí)多態(tài)性和編譯時(shí)多態(tài)性。 1.運(yùn)行時(shí)多態(tài)性通過(guò)虛函數(shù)實(shí)現(xiàn),允許在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)用正確的方法。 2.編譯時(shí)多態(tài)性通過(guò)函數(shù)重載和模板實(shí)現(xiàn),提供更高的性能和靈活性。

c認(rèn)識(shí)python的人的教程 c認(rèn)識(shí)python的人的教程 Jul 01, 2025 am 01:11 AM

學(xué)Python的人轉(zhuǎn)學(xué)C 最直接的困惑是:為什麼不能像Python那樣寫(xiě)?因?yàn)镃 雖然語(yǔ)法更複雜,但提供了底層控制能力和性能優(yōu)勢(shì)。 1.語(yǔ)法結(jié)構(gòu)上,C 使用花括號(hào){}而非縮進(jìn)組織代碼塊,且變量類型必須顯式聲明;2.類型系統(tǒng)與內(nèi)存管理方面,C 沒(méi)有自動(dòng)垃圾回收機(jī)制,需手動(dòng)管理內(nèi)存並註意釋放資源,使用RAII技術(shù)可輔助資源管理;3.函數(shù)與類定義中,C 需要明確訪問(wèn)修飾符、構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù),並支持如運(yùn)算符重載等高級(jí)功能;4.標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)方面,STL提供了強(qiáng)大的容器和算法,但需要適應(yīng)泛型編程思想;5

C中的多態(tài)性的各種形式是什麼? C中的多態(tài)性的各種形式是什麼? Jun 20, 2025 am 12:21 AM

C polymorphismincludescompile-time,runtime,andtemplatepolymorphism.1)Compile-timepolymorphismusesfunctionandoperatoroverloadingforefficiency.2)Runtimepolymorphismemploysvirtualfunctionsforflexibility.3)Templatepolymorphismenablesgenericprogrammingfo

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