请使用C加加CAS实现SPSC
时间: 2024-02-28 16:52:36 浏览: 111
spsc_queue:用C ++ 11编写的单生产者单消费者队列实现
CAS (Compare And Swap) 是一种原子操作,可以保证在多线程环境中对某个共享变量的操作是原子的。以下是使用 CAS 实现的 SPSC 队列。
```c++
#include <atomic>
template <typename T>
class SPSCQueue {
public:
SPSCQueue() : buffer_(new Node), tail_(buffer_.load()), head_(tail_.load()) {}
~SPSCQueue() {
while (Node* const old_head = head_) {
head_ = old_head->next_;
delete old_head;
}
}
void push(const T& value) {
Node* const new_node = new Node(value);
Node* const tail = tail_.load();
while (true) {
Node* const next = tail->next_.load();
if (!next) {
if (tail->next_.compare_exchange_weak(next, new_node)) {
break;
}
} else {
tail_.compare_exchange_weak(tail, next);
}
}
tail_.compare_exchange_weak(tail, new_node);
}
bool pop(T& value) {
Node* const head = head_.load();
while (true) {
Node* const next = head->next_.load();
if (!next) {
return false;
}
if (head_.compare_exchange_weak(head, next)) {
value = next->value_;
delete head;
break;
}
}
return true;
}
private:
struct Node {
Node() : next_(nullptr) {}
Node(const T& value) : value_(value), next_(nullptr) {}
T value_;
std::atomic<Node*> next_;
};
std::atomic<Node*> buffer_;
std::atomic<Node*> tail_;
std::atomic<Node*> head_;
SPSCQueue(const SPSCQueue&) = delete;
SPSCQueue& operator=(const SPSCQueue&) = delete;
};
```
在上述实现中,使用 `std::atomic` 模板定义了原子类型的头尾指针和节点中的指针,保证了多线程情况下对它们的操作是原子的。同时使用 `while` 循环和 `compare_exchange_weak` 实现了 CAS 操作,保证了在多线程环境下对队列的操作是原子的。
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