Question

我有生产者消费者问题需要稍作修改才能解决 - 有许多并行生产者，但在一个并行线程中只有一个消费者。当生产者在缓冲区中没有位置时，它只是忽略元素（不等待消费者）。我写了一些C伪代码：

struct Element
{
   ULONG content;
   volatile LONG bNew;
}

ULONG max_count = 10;
Element buffer* = calloc(max_count, sizeof(Element));
volatile LONG producer_idx = 0;
LONG consumer_idx = 0;
EVENT NotEmpty;

BOOLEAN produce(ULONG content)
{
  LONG idx = InterlockedIncrement(&consumer_idx) % max_count;

  if(buffer[idx].bNew)
    return FALSE;
  buffer[idx].content = content;
  buffer[idx].bNew = TRUE;
  SetEvent(NotEmpty);
  return TRUE;
}

void consume_thread()
{
  while(TRUE)
  {
    Wait(NotEmpty);
    while(buffer[consumer_idx].bNew)
    {
      ULONG content = buffer[consumer_idx].content;
      InterlockedExchange(&buffer[consumer_idx].bNew, FALSE);
      //Simple mechanism for preventing producer_idx overflow
      LONG tmp = producer_idx;
      InterlockedCompareExchange(&producer_idx, tmp%maxcount, tmp);
      consumer_idx = (consumer_idx+1)%max_count;
      doSth(content);
    }
  }
}

我不是100％确定此代码是正确的。你能看到可能出现的问题吗？或者也许这段代码可以用更好的方式编写？

Answer 1

不要使用全局变量来实现您的目标，尤其是在多线程应用程序中！请改用Semaphore而不是Lock，而是使用TryLock。如果TryLock失败，则意味着没有其他元素的空间，所以你可以跳过它。

在这里，您可以在WinAPI中找到有关信号量的内容，因为您可能会使用它： http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms686946(v=vs.85).aspx
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms687032(v=vs.85).aspx

您可以通过将0作为超时传递给WaitForSingleObject函数来实现TryLock功能。

Answer 2

请阅读：http://en.wikipedia.org/wiki/Memory_barrier

C和C ++标准不涉及多个线程（或多个线程）处理器），因此，volatile的用处取决于编译器和硬件。虽然挥发性保证了挥发性读取和易失性写入将按照指定的确切顺序发生源代码，编译器可能生成代码（或CPU可能重新排序执行）以便重新排序易失性读或写关于非易失性读或写，从而限制其作为线程间标志或互斥的有用性。而且，事实并非如此保证可以看到易失性读写由于缓存，缓存一致性协议和其他处理器的顺序放松的记忆排序，意味着单独的易变变量可能不均匀作为线程间标志或互斥体工作。

所以在一般情况下，只有volatile不适用于C. 但它可以用于某些特定的编译器/硬件和其他语言（例如Java 5）。

另见Is function call a memory barrier?

几乎无锁的生产者消费者

2 个答案: