Question

我根据下面的msdn文章中概述的原则编写了一个简单的无锁队列，并且还在下面的DXUT锁定免费管道代码中写道：

所以，我有一个生产者/消费者模型设置，我的主线程提供渲染指令，渲染线程消耗可用的消息并发出相应的opengl调用。如果我在每个循环/迭代中睡眠我的主线程足够长的时间，但是如果我没有睡得足够长（或者根本没有），我会得到一个访问冲突异常：

First-chance exception at 0x00b28d9c in Engine.exe: 0xC0000005: Access violation reading location 0x00004104.
Unhandled exception at 0x777715ee in Engine.exe: 0xC0000005: Access violation reading location 0x00004104.

我的调用堆栈是：

ntdll.dll!777715ee()    
[Frames below may be incorrect and/or missing, no symbols loaded for ntdll.dll] 
ntdll.dll!777715ee()    
ntdll.dll!7776015e()    
Engine.exe!RingBuffer<2048>::BeginRead(void * & ppMem=, unsigned long & BytesAvailable=)  Line 52 + 0x10 bytes  C++
Engine.exe!Thread::ThreadMain(void * lpParam=0x00107d94)  Line 41 + 0xf bytes   C++

我无法弄清楚问题可能是什么。我无锁队列的代码如下：

    template <uint32 BufferSize>
    class RingBuffer
    {
    public:
        RingBuffer()
            : m_ReadOffset(0)
            , m_WriteOffset(0)
        {}
        ~RingBuffer()
        {}

        bool Empty() const
        {
            return (m_WriteOffset == m_ReadOffset);
        }

        void BeginRead(void*& ppMem, uint32& BytesAvailable)
        {
            const uint32 ReadOffset = m_ReadOffset;
            const uint32 WriteOffset = m_WriteOffset;

            AppReadWriteBarrier();

            const uint32 Slack =    (WriteOffset > ReadOffset) ?
                            (WriteOffset - ReadOffset) :
                            (ReadOffset > WriteOffset) ?
                                (c_BufferSize - ReadOffset) :
                                (0);

            ppMem = (m_Buffer + ReadOffset);
            BytesAvailable = Slack;
        }

        void EndRead(const uint32 BytesRead)
        {       
            uint32 ReadOffset = m_ReadOffset;

            AppReadWriteBarrier();

            ReadOffset += BytesRead;
            ReadOffset %= c_BufferSize;

            m_ReadOffset = ReadOffset;
        }

        void BeginWrite(void*& ppMem, uint32& BytesAvailable)
        {
            const uint32 ReadOffset = m_ReadOffset;
            const uint32 WriteOffset = m_WriteOffset;

            AppReadWriteBarrier();

            const uint32 Slack =    (WriteOffset > ReadOffset || WriteOffset == ReadOffset) ?
                            (c_BufferSize - WriteOffset) :
                            (ReadOffset - WriteOffset);

            ppMem = (m_Buffer + WriteOffset);
            BytesAvailable = Slack;
        }

        void EndWrite(const uint32 BytesWritten)
        {
            uint32 WriteOffset = m_WriteOffset;

            AppReadWriteBarrier();

            WriteOffset += BytesWritten;
            WriteOffset %= c_BufferSize;

            m_WriteOffset = WriteOffset;
        }

    private:
        const static uint32 c_BufferSize = NEXT_POWER_OF_2(BufferSize);
        const static uint32 c_SizeMask = c_BufferSize - 1;

    private:
        byte8 m_Buffer[ c_BufferSize ];
        volatile ALIGNMENT(4) uint32 m_ReadOffset;
        volatile ALIGNMENT(4) uint32 m_WriteOffset;
    };

由于读/写偏移和缓冲区指针从监视窗口看起来很好，我调试起来很困难。不幸的是，当应用程序中断时，我无法从BeginRead函数中查看autos / local变量。如果有人有使用无锁编程的经验，那么对这个问题或一般建议的任何帮助都会有很大的帮助。

Answer 1

您可能会发现这些感兴趣的文章......

Lock-Free Code: A False Sense of Security
Writing Lock-Free Code: A Corrected Queue

在第一篇文章中，Herb Sutter讨论了另一位作者对无锁队列的实现，并指出了一些可能出错的问题。在第二篇文章中，Herb对原始实现进行了一些修改。

作为一项学习练习，尝试构建自己的无锁队列是个不错的主意。但是对于生产工作，您可能更安全地从可靠来源找到预先存在的实施并使用它。例如，Concurrency Runtime提供concurrent_queue类

Answer 2

你没有任何记忆围栏。对volatile变量的访问只是相互排序，而不是其他操作。

在C ++ 0x中，您可以使用std::atomic<T>来获取适当的围栏。在此之前，您将需要特定于操作系统的线程API，例如Win32 InterlockedExchange，或者包含诸如boost :: thread的包装器库。

好的，我看到AppReadWriteBarrier应该提供一个记忆围栏。它是如何实现的？

多线程应用程序中的无锁队列访问冲突

2 个答案: