C ++中的非阻塞线程安全队列？答案

【问题标题】：non-blocking thread-safe queue in C++?C ++中的非阻塞线程安全队列？
【发布时间】：2009-10-29 17:28:13
【问题描述】：

C++ 中是否有线程安全、非阻塞的队列类？

可能是一个基本的问题，但我已经很久没有做 C++了...

编辑：删除了 STL 要求。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

假设您的 CPU 具有双指针范围的比较和交换（compxchg8b 在 486 或更高版本上，compxchg16b 在大多数 amd64 机器上 [英特尔的一些早期型号上不存在]）...有一个算法 @987654321 @。

更新：如果您不怕做一些工作，将其转换为 C++ 并不难。 :P

这个算法假设一个“带标签的指针”结构，如下所示：

// Be aware that copying this structure has to be done atomically...

template <class T>
struct pointer
{
   T *ptr;
   uintptr_t tag;
};

然后你想用一些内联汇编包装指令lock cmpxchg{8|16}b...

也许你可以这样写队列节点：

template <class T>
struct queue_node
{
    T value;
    pointer<queue_node<T> > next;
};

其余的或多或少是我链接到的算法的转录......

【讨论】：

@jldupont：-1 太讨厌了。 Asveikau 为您提供了一个很好的算法链接，只需几分钟即可将其转换为 C++。 -1 在这里完全不需要
...这就是为什么我没有对他投反对票...只是给了他一个分数。如果您查看我的个人资料，您会发现我非常慷慨……您不会看到我投了很多反对票。
基于危险指针的队列是另一种选择 - 它允许将未使用的内存释放回操作系统，而不必将其永久保留在空闲列表中。 research.ibm.com/people/m/michael/ieeetpds-2004.pdf 另请参阅 Relacy 以检查您的无锁算法：groups.google.com/group/relacy
如果您实际上没有投反对票，为什么要说-1？这只是令人困惑。 :p
现在是 2013 年，C++ 还没有标准的线程安全队列库？有多少开发者不得不重新编写同样的东西？

【解决方案2】：

由于当前的 C++ 标准甚至不承认线程的存在，所以在 STL 或标准库的任何其他部分中肯定没有线程安全的。

【讨论】：

【解决方案3】：

这似乎是 Dobb 博士去年的热门话题：

【讨论】：

【解决方案4】：

您需要自己实现它或使用实现它的库。要自己做，你可能想看看这个：

【讨论】：

感谢您的链接。似乎这会给我的项目添加另一个依赖项：boost library。没有？
没错。无论如何，如果您是 C++ 开发人员，您最终会使用 Boost。 Nikolai N Fetissov 关于 boost::mutex 的建议很好。
作为一名 C++ 开发人员并不总能获得 Boost。我知道这里的每个人似乎都喜欢它，但很多项目都没有它（甚至禁止它）。看看 Chromium 是如何实现这一点的。
政策问题，不多不少。
条件变量总是与互斥锁一起使用。这不符合问题对非阻塞队列的要求。

【解决方案5】：

现在可能为时已晚。为了将来参考，这是一个很好的无锁队列实现（内置线程安全，有一些警告）。

多生产者 - 多消费者

单一生产者 - 单一消费者

【讨论】：

【解决方案6】：

简短的回答 - 不。 STL 本身不关心并发性（至少在规范级别上）。当前的 C++ 标准没有提到线程。

不过，您可以轻松地在 STL 和 Boost 之上构建这样的队列 - 只需将 std::queue 和 boost::mutex 包装在您的自定义类中。

【讨论】：

【解决方案7】：

STL 容器不是线程安全的，您应该对并发访问实施处理。
有这个项目 (C++) 旨在提供并发访问：CPH STL
和paper about。

【讨论】：

【解决方案8】：

目前非官方的Boost.Lockfree 值得考虑。我同时使用 FIFO 和 atomic 类型。

【讨论】：