并发无锁队列学习之一【开篇】

1、前言

　　

　　队列在计算机中非常重要的一种数据结构，尤其在操作系统中。队列典型的特征是先进先出（FIFO），符合流水线业务流程。在进程间通信、网络通信之间经常采用队列做缓存，缓解数据处理压力。结合自己在工作中遇到的队列问题，总结一下对不同场景下的队列实现。根据操作队列的场景分为：单生产者——单消费者、多生产者——单消费者、单生产者——多消费者、多生产者——多消费者四大模型。其实后面三种的队列，可以归纳为一种多对多。根据队列中数据分为：队列中的数据是定长的、队列中的数据是变长的。

2、队列操作模型

（1）单生产者——单消费者

（2）多生产者——单消费者

（3）单生产者——多消费者

（4）多生产者——多消费者

3、队列数据定长与变长

（1）队列数据定长

（2）队列数据变长

4、并发无锁处理

（1）单生产者——单消费者模型

　　此种场景不需要加锁，定长的可以通过读指针和写指针进行控制队列操作，变长的通过读指针、写指针、结束指针控制操作。具体实现可以参考linux内核提供的kfifo的实现。可以参考：http://blog.csdn.net/linyt/article/details/5764312

（2）（一）多对多（一）模型

　　正常逻辑操作是要对队列操作进行加锁处理。加锁的性能开销较大，一般采用无锁实现。无锁实现原理是CAS、FAA等机制。定长的可以参考：

http://www.searchtb.com/2012/10/introduction_to_disruptor.html

http://coolshell.cn/articles/8239.html

变长的可以参考intel dpdk提供的rte_ring的实现。http://blog.csdn.net/linzhaolover/article/details/9771329