无等待环形缓冲区

时间:2013-11-22 12:35:14

标签: c multithreading thread-safety locking embedded

我有一个场景,我可以拥有多个生产者但只有一个环形缓冲区的消费者。这是源代码:

typedef struct ring_buffer_t {
    uint8_t *data;
    uint32_t element_size;
    uint32_t element_count;
    uint32_t head;
    uint32_t tail;
    uint32_t mask;
} ring_buffer;

uint32_t ring_buffer_put(ring_buffer *buf, void *data_element) {
    int i;
    uint32_t status = 0;
    uint8_t *buf_pointer;
    uint8_t *element = (uint8_t *) data_element;

    if (buf && data_element) {

        buf_pointer = &buf->data[(buf->head & buf->mask) * buf->element_size];
        for (i = 0; i < buf->element_size; ++i) {
            buf_pointer[i] = element[i];
        }

        status = 1;
        __sync_fetch_and_add(&buf->head, 1);

    }

    return status;
}

uint32_t ring_buffer_size(ring_buffer *buf) {

    return buf->head - buf->tail;
}

uint32_t ring_buffer_empty(ring_buffer *buf) {

    return (ring_buffer_size(buf) == 0);
}

void *ring_buffer_get(ring_buffer *buf) {
    void *element;
    //preserve the invariant that tail is always <= head
    if (ring_buffer_empty(buf)) {
        return 0;
    }

    element = &buf->data[(buf->tail & buf->mask) * buf->element_size];
    __sync_fetch_and_add(&buf->tail, 1);
    return element;
}

问题陈述允许我覆盖较旧的条目,例如这就是为什么我使用和而且在放置时没有检查缓冲区是否已满 - 我只是覆盖了最旧的条目。但是,我很难推断这是否是线程安全的。如前所述 - 重要的是这是无等待的(根据定义分别无锁),因为生产者不能阻止。大小总是2的幂,这就是为什么&amp;在索引工作期间。

任何输入都会受到赞赏吗?

1 个答案:

答案 0 :(得分:0)

不,您的实现不是线程安全的。

如果同时有两个线程put元素,它们最终可以写入相同的位置,甚至可以在一个位置写入半个记录而另一个位置在下一个位置。