C++11 - 基于无锁队列的单生产者单消费者模型

基于无锁队列的单生产者单消费者模型可以使用C++11中的atomic和memory_order来实现。以下是一个简单的实现示例：

#include <atomic>
#include <memory>

template<typename T>
class LockFreeQueue {
public:
    LockFreeQueue() {
        Node* node = new Node;
        tail_.store(node, std::memory_order_relaxed);
        head_.store(node, std::memory_order_relaxed);
    }

    ~LockFreeQueue() {
        T value;
        while (pop(value));
        Node* node = head_.load(std::memory_order_relaxed);
        delete node;
    }

    void push(const T& value) {
        Node* node = new Node(value);
        Node* prev_tail = tail_.exchange(node, std::memory_order_acq_rel);
        prev_tail->next.store(node, std::memory_order_release);
    }

    bool pop(T& value) {
        Node* head = head_.load(std::memory_order_relaxed);
        Node* next = head->next.load(std::memory_order_acquire);
        if (!next) {
            return false;
        }
        value = next->value;
        head_.store(next, std::memory_order_release);
        delete head;
        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*> head_;
    std::atomic<Node*> tail_;
};

在构造函数中，我们创建了一个节点，并将头指针和尾指针都指向该节点。在push操作中，我们创建一个新节点，并使用std::atomic::exchange函数原子地将尾指针指向新节点，并返回原来的尾节点。然后将原来的尾节点的next指针指向新节点。在pop操作中，我们先取出头节点的next指针，如果为nullptr，则说明队列为空，返回false。否则，我们将头指针指向next节点，并返回next节点的值。最后，我们删除原来的头节点。

需要注意的是，在push操作中，我们使用std::memory_order_acq_rel来保证对tail指针的读写操作都是原子的，并且保证任何其他线程在读取tail指针之前都已经完成了对前一个节点的更新操作。在pop操作中，我们使用std::memory_order_acquire来保证对next指针的读取是原子的，并且保证任何其他线程在更新next指针之前都已经完成了对头节点的更新操作。