【CPP】单生产者单消费者无锁队列使用记录

2024-08-25 01:28

本文主要是介绍【CPP】单生产者单消费者无锁队列使用记录,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

无锁队列地址:https://github.com/cameron314/readerwriterqueue

该仓库提供三种队列:

  • 无锁队列
  • 带阻塞与超时的无锁队列
  • 无锁环形缓存
    以下通过三个官方例子与简要说明进行阐述。

1. 无锁队列

1.1 打印输出函数

#include <readerwriterqueue.h>
#include <iostream>template <class T>
void PrintQueue(moodycamel::ReaderWriterQueue<T>& queue, const char* description = nullptr) {std::cout << "------------------------------------------------ " << std::endl;std::cout << "description  : " << description << std::endl;std::cout << "max_capacity : " << queue.max_capacity() << std::endl;std::cout << "size_approx  : " << queue.size_approx() << std::endl;std::cout << "peek address : " << queue.peek() << std::endl;T    element;bool succeeded;while (queue.size_approx() > 0) {succeeded = queue.try_dequeue(element);if (succeeded) {std::cout << element << " ";}}std::cout << std::endl;
}

1.2 查看基本信息

{// 默认构造moodycamel::ReaderWriterQueue<int> q;  // max_capacity: 15PrintQueue(q, "default");// 有参构造,查看最大容量moodycamel::ReaderWriterQueue<int> q3(3);  // max_capacity: 3PrintQueue(q3, "3");// 有参构造,查看最大容量moodycamel::ReaderWriterQueue<int> q5(5);  // max_capacity: 7PrintQueue(q5, "5");
}

输出:

------------------------------------------------ 
description  : default
max_capacity : 15
size_approx  : 0
peek address : 0------------------------------------------------ 
description  : 3
max_capacity : 3
size_approx  : 0
peek address : 0------------------------------------------------ 
description  : 5
max_capacity : 7
size_approx  : 0
peek address : 0

注意
如果给定的容量大小为2^n -1,则容量为指定值;否则,容量为大于给定值且最小的2^n-1

1.3 插入元素

1.3.1 enqueue/emplace

{moodycamel::ReaderWriterQueue<int> q(3);PrintQueue(q, "init");for (int index = 0; index < 5; index++) {// q.enqueue(index);q.emplace(index);}PrintQueue(q, "enqueue/emplace");  // 0 1 2 3 4 5 6 7
}

输出:

------------------------------------------------ 
description  : init
max_capacity : 3
size_approx  : 0
peek address : 0------------------------------------------------ 
description  : enqueue/emplace
max_capacity : 10
size_approx  : 5
peek address : 0x7e5ca0
0 1 2 3 4 

注意
函数enqueue/emplace在队列满后,会分配新的空间以存放插入元素。队列的容量会发生变化。这里仅验证了二次分配的规律:

指定大小容量大小二次分配容量大小
3310
5722
91546

二次分配的容量为首次分配容量的三倍减一,即3n-1

1.3.2 try_enqueue/try_emplace

{moodycamel::ReaderWriterQueue<int> q(5);for (int index = 0; index < 10; index++) {// q.try_emplace(index);if (!q.try_enqueue(index)) {std::cout << "Insert element is failed, element: " << index << std::endl;}}PrintQueue(q, "try_enqueue/try_emplace");  // 0 1 2 3 4 5 6
}

输出

Insert element is failed, element: 7
Insert element is failed, element: 8
Insert element is failed, element: 9
------------------------------------------------ 
description  : try_enqueue/try_emplace
max_capacity : 7
size_approx  : 7
peek address : 0x725ca0
0 1 2 3 4 5 6 

注意
函数try_enqueue/try_emplace在队列满时,不会分配新的空间以存储插入元素。插入元素被丢弃。

1.4 完整代码

#include <readerwriterqueue.h>#include <iostream>template <class T>
void PrintQueue(moodycamel::ReaderWriterQueue<T>& queue, const char* description = nullptr) {std::cout << "------------------------------------------------ " << std::endl;std::cout << "description  : " << description << std::endl;std::cout << "max_capacity : " << queue.max_capacity() << std::endl;std::cout << "size_approx  : " << queue.size_approx() << std::endl;std::cout << "peek address : " << queue.peek() << std::endl;T    element;bool succeeded;while (queue.size_approx() > 0) {succeeded = queue.try_dequeue(element);if (succeeded) {std::cout << element << " ";}}std::cout << std::endl;
}int main() {{// 默认构造moodycamel::ReaderWriterQueue<int> q;  // max_capacity: 15PrintQueue(q, "default");// 有参构造,查看最大容量moodycamel::ReaderWriterQueue<int> q3(3);  // max_capacity: 3PrintQueue(q3, "3");// 有参构造,查看最大容量moodycamel::ReaderWriterQueue<int> q5(5);  // max_capacity: 7PrintQueue(q5, "5");}{moodycamel::ReaderWriterQueue<int> q(5);for (int index = 0; index < 10; index++) {// q.try_emplace(index);if (!q.try_enqueue(index)) {std::cout << "Insert element is failed, element: " << index << std::endl;}}PrintQueue(q, "try_enqueue/try_emplace");  // 0 1 2 3 4 5 6}{moodycamel::ReaderWriterQueue<int> q(3);PrintQueue(q, "init");for (int index = 0; index < 5; index++) {// q.enqueue(index);q.emplace(index);}PrintQueue(q, "enqueue/emplace");  // 0 1 2 3 4 5 6 7}return EXIT_SUCCESS;
}

2. 带阻塞与超时的无锁队列

基本使用与无所队列相同,提供了额外的阻塞函数。

#include <readerwriterqueue.h>#include <iostream>template <class T>
void PrintQueue(moodycamel::BlockingReaderWriterQueue<T>& queue, const char* description = nullptr) {std::cout << "------------------------------------------------ " << std::endl;std::cout << "description  : " << description << std::endl;std::cout << "max_capacity : " << queue.max_capacity() << std::endl;std::cout << "size_approx  : " << queue.size_approx() << std::endl;std::cout << "peek address : " << queue.peek() << std::endl;T    element;bool succeeded;while (queue.size_approx() > 0) {succeeded = queue.try_dequeue(element);if (succeeded) {std::cout << element << " ";}}std::cout << std::endl;
}int main() {{moodycamel::BlockingReaderWriterQueue<int> q;  // max_capacity: 15PrintQueue(q, "default");moodycamel::BlockingReaderWriterQueue<int> q3(3);  // max_capacity: 3PrintQueue(q3, "3");moodycamel::BlockingReaderWriterQueue<int> q5(5);  // max_capacity: 7PrintQueue(q5, "5");}{moodycamel::BlockingReaderWriterQueue<int> q(5);for (int index = 0; index < 8; index++) {// q.enqueue(index);q.emplace(index);}PrintQueue(q, "enqueue/emplace");  // 0 1 2 3 4 5 6 7}{moodycamel::BlockingReaderWriterQueue<int> q(5);for (int index = 0; index < 8; index++) {// q.try_emplace(index);if (!q.try_enqueue(index)) {std::cout << "Insert element is failed, element: " << index << std::endl;}}PrintQueue(q, "try_enqueue/try_emplace");  // 0 1 2 3 4 5 6}{moodycamel::BlockingReaderWriterQueue<int> q(5);for (int index = 0; index < 8; index++) {q.emplace(index);}int element1;q.wait_dequeue(element1);  // 如果队列为空,函数会阻塞到队列非空int  element2;if (q.wait_dequeue_timed(element2, 5)) {  // 如果队列为空,函数会阻塞到超时结束,然后返回falsestd::cout << "element2: " << element2 << std::endl;}PrintQueue(q, "wait_dequeue/wait_dequeue_timed");}return EXIT_SUCCESS;
}

3. 无锁环形缓存

#include <readerwritercircularbuffer.h>#include <iostream>template <class T>
void PrintQueue(moodycamel::BlockingReaderWriterCircularBuffer<T>& queue, const char* description = nullptr) {std::cout << "------------------------------------------------ " << std::endl;std::cout << "description  : " << description << std::endl;std::cout << "max_capacity : " << queue.max_capacity() << std::endl;std::cout << "size_approx  : " << queue.size_approx() << std::endl;T    element;bool succeeded;while (queue.size_approx() > 0) {succeeded = queue.try_dequeue(element);if (succeeded) {std::cout << element << " ";}}std::cout << std::endl;
}int main() {{moodycamel::BlockingReaderWriterCircularBuffer<int> q3(3);  // max_capacity: 3PrintQueue(q3, "3");moodycamel::BlockingReaderWriterCircularBuffer<int> q5(5);  // max_capacity: 5PrintQueue(q5, "5");// 容量为指定位置}{moodycamel::BlockingReaderWriterCircularBuffer<int> q(5);for (int index = 0; index < 8; index++) {if (!q.try_enqueue(index)) {  // 如果插入元素时,队列已满,则丢弃std::cout << "Insert element is failed, element: " << index << std::endl;}}PrintQueue(q, "try_enqueue");  // 0 1 2 3 4}{moodycamel::BlockingReaderWriterCircularBuffer<int> q(5);for (int index = 0; index < 8; index++) {if (!q.wait_enqueue_timed(index, 5)) {  // 队列已满且在指定的超时时间内未获得存储空间,则插入失败,元素被丢弃std::cout << "Insert element is failed, element: " << index << std::endl;}}PrintQueue(q, "wait_enqueue_timed");  // 0 1 2 3 4}{moodycamel::BlockingReaderWriterCircularBuffer<int> q(5);for (int index = 0; index < 8; index++) {q.try_enqueue(index);}int element1;q.wait_dequeue(element1);std::cout << "wait_dequeue->element1: " << element1 << std::endl;int  element2;if (q.wait_dequeue_timed(element2, std::chrono::milliseconds(1))) {std::cout << "element2: " << element2 << std::endl;}PrintQueue(q, "wait_dequeue/wait_dequeue_timed");  // 2 3 4}return EXIT_SUCCESS;
}

这篇关于【CPP】单生产者单消费者无锁队列使用记录的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1104162

相关文章

使用Python实现IP地址和端口状态检测与监控

《使用Python实现IP地址和端口状态检测与监控》在网络运维和服务器管理中,IP地址和端口的可用性监控是保障业务连续性的基础需求,本文将带你用Python从零打造一个高可用IP监控系统,感兴趣的小伙... 目录概述:为什么需要IP监控系统使用步骤说明1. 环境准备2. 系统部署3. 核心功能配置系统效果展

使用Java将各种数据写入Excel表格的操作示例

《使用Java将各种数据写入Excel表格的操作示例》在数据处理与管理领域,Excel凭借其强大的功能和广泛的应用,成为了数据存储与展示的重要工具,在Java开发过程中,常常需要将不同类型的数据,本文... 目录前言安装免费Java库1. 写入文本、或数值到 Excel单元格2. 写入数组到 Excel表格

redis中使用lua脚本的原理与基本使用详解

《redis中使用lua脚本的原理与基本使用详解》在Redis中使用Lua脚本可以实现原子性操作、减少网络开销以及提高执行效率,下面小编就来和大家详细介绍一下在redis中使用lua脚本的原理... 目录Redis 执行 Lua 脚本的原理基本使用方法使用EVAL命令执行 Lua 脚本使用EVALSHA命令

Java 中的 @SneakyThrows 注解使用方法(简化异常处理的利与弊)

《Java中的@SneakyThrows注解使用方法(简化异常处理的利与弊)》为了简化异常处理,Lombok提供了一个强大的注解@SneakyThrows,本文将详细介绍@SneakyThro... 目录1. @SneakyThrows 简介 1.1 什么是 Lombok?2. @SneakyThrows

使用Python和Pyecharts创建交互式地图

《使用Python和Pyecharts创建交互式地图》在数据可视化领域,创建交互式地图是一种强大的方式,可以使受众能够以引人入胜且信息丰富的方式探索地理数据,下面我们看看如何使用Python和Pyec... 目录简介Pyecharts 简介创建上海地图代码说明运行结果总结简介在数据可视化领域,创建交互式地

Java Stream流使用案例深入详解

《JavaStream流使用案例深入详解》:本文主要介绍JavaStream流使用案例详解,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考下吧... 目录前言1. Lambda1.1 语法1.2 没参数只有一条语句或者多条语句1.3 一个参数只有一条语句或者多

Java Spring 中 @PostConstruct 注解使用原理及常见场景

《JavaSpring中@PostConstruct注解使用原理及常见场景》在JavaSpring中,@PostConstruct注解是一个非常实用的功能,它允许开发者在Spring容器完全初... 目录一、@PostConstruct 注解概述二、@PostConstruct 注解的基本使用2.1 基本代

C#使用StackExchange.Redis实现分布式锁的两种方式介绍

《C#使用StackExchange.Redis实现分布式锁的两种方式介绍》分布式锁在集群的架构中发挥着重要的作用,:本文主要介绍C#使用StackExchange.Redis实现分布式锁的... 目录自定义分布式锁获取锁释放锁自动续期StackExchange.Redis分布式锁获取锁释放锁自动续期分布式

springboot使用Scheduling实现动态增删启停定时任务教程

《springboot使用Scheduling实现动态增删启停定时任务教程》:本文主要介绍springboot使用Scheduling实现动态增删启停定时任务教程,具有很好的参考价值,希望对大家有... 目录1、配置定时任务需要的线程池2、创建ScheduledFuture的包装类3、注册定时任务,增加、删

使用Python实现矢量路径的压缩、解压与可视化

《使用Python实现矢量路径的压缩、解压与可视化》在图形设计和Web开发中,矢量路径数据的高效存储与传输至关重要,本文将通过一个Python示例,展示如何将复杂的矢量路径命令序列压缩为JSON格式,... 目录引言核心功能概述1. 路径命令解析2. 路径数据压缩3. 路径数据解压4. 可视化代码实现详解1