无链接列表的无锁编程

Question

我多次读过，链接列表充其量只是一个不适合一般用途的利基数据结构，因为它们的缓存局部性较差。然而，我见过的几乎所有无锁数据结构的例子都使用链表。 C ++ Concurrency in Action 和 The 例如，多处理器编程的艺术在其无锁堆栈和队列的实现中使用链表。

在设计无锁容器（如堆栈和队列）时，是否有更好的链接列表替代方法？

Answer 1

  

在设计无锁容器时，是否有更好的链接列表替代方案

是的，可能是出于某些目的。链表是最简单的，可以很好地适用于许多应用程序。

如果您使用单链表（在最简单的情况下），您可以填充一个没有同步问题的节点（ =多个线程可以同时填充节点），并且只有同步操作是头指针交换。

因此，尽管链接列表不是为了提高性能而建议的，但是你可以看到这个概括到任意大而复杂的节点，以及生产者和消费者的任意数量。

比较循环缓冲区：如果你有多个生成器，你需要一些方法来标记保留的缓冲区的一部分（受其他写入保护），然后才能读取。这是因为所有生产者共享相同的缓冲区，而不是在自己的节点上工作。它是可行的，但基本上是非原子的，只是因为你不能像其他线程的窥探那样准备部分共享缓冲区，就像准备一个单独的节点。

如果您有一个单一的制作人，那么它很容易，并且它确实比链接列表具有更好的位置，但显然不那么通用。

Answer 2

链表并不一定意味着缺乏地方性。如果列表中的所有节点都是通过单个分配（C中的malloc）分配的，那么无论节点如何指向彼此，所有节点的内存都将是连续的。如果sizeof（node）* max_nodes_count相对较小，则它可能适合各种缓存级别。