आप विघटनकर्ता को जांचना चाह सकते हैं; यह सी में उपलब्ध है ++ यहाँ: http://lmax-exchange.github.io/disruptor/
तुम भी स्पष्टीकरण प्राप्त कर सकते हैं यह कैसे काम करता here on stackoverflow मूल रूप से यह नहीं लॉकिंग, एक निश्चित-आकार स्लॉट में धागे के बीच फीफो संदेशों पारित करने के लिए अनुकूलित के साथ परिपत्र बफर है। Lock-free Multi-producer Multi-consumer Queue on Ring Buffer @ NatSys Lab. Blog और
Yet another implementation of a lock-free circular array queue @ CodeProject
नोट::
यहाँ दो कार्यान्वयन करना, जिससे मैं उपयोगी पाया हैं नीचे कोड गलत है, मैं इसे केवल एक उदाहरण है कि कैसे मुश्किल ये बातें हो सकता है के रूप में छोड़ दें।
यदि आपको Google संस्करण की जटिलता पसंद नहीं है, तो यहां कुछ ऐसा ही है - यह बहुत आसान है, लेकिन मैं इसे पाठक के लिए एक अभ्यास के रूप में छोड़ देता हूं (यह बड़ी परियोजना का हिस्सा है, नहीं इस समय पोर्टेबल)। संपूर्ण विचार डेटा के लिए परिपत्र बफर को बनाए रखना और लिखने/पढ़ने और पढ़ने/पढ़ने के लिए स्लॉट की पहचान करने के लिए काउंटरों के एक छोटे समूह को बनाए रखना है। चूंकि प्रत्येक काउंटर अपनी कैश लाइन में होता है, और (सामान्यतः) प्रत्येक संदेश पर लाइव होने पर केवल परमाणु रूप से अपडेट किया जाता है, इसलिए उन्हें बिना किसी सिंक्रनाइज़ेशन के पढ़ा जा सकता है। post_done में लेखन धागे के बीच एक संभावित विवाद बिंदु है, यह फीफो गारंटी के लिए आवश्यक है। काउंटर (head_, wrtn_, rdng_, tail_) शुद्धता और फीफो सुनिश्चित करने के लिए चयन किया गया था, इसलिए छोड़ने फीफो भी काउंटर के परिवर्तन की आवश्यकता होगी (और उस शुद्धता sacrifying के बिना ऐसा करने के लिए मुश्किल हो सकता है)।एक उपभोक्ता के साथ परिदृश्यों के प्रदर्शन में थोड़ा सुधार करना संभव है, लेकिन मुझे परेशान नहीं होगा - यदि आपको एकाधिक पाठकों के साथ अन्य उपयोग मामलों को पाया जाता है तो आपको इसे पूर्ववत करना होगा।
total=1000000 samples, avg=0.24us
50%=0.214us, avg=0.093us
90%=0.23us, avg=0.151us
99%=0.322us, avg=0.159us
99.9%=15.566us, avg=0.173us
इन परिणामों एकल मतदान उपभोक्ता के लिए कर रहे हैं, यानी कार्यकर्ता धागा:
मेरी मशीन विलंबता पर ऐसा दिखाई देता है (बाएं पर प्रतिशतक, सही पर इस प्रतिशतक भीतर मतलब है, इकाई माइक्रोसेकंड, RDTSC द्वारा मापा है) तंग लूप में व्हील.read() को कॉल करना और खाली नहीं होने पर जांचना (उदाहरण के लिए नीचे स्क्रॉल करें)। प्रतीक्षा करने वाले उपभोक्ताओं (बहुत कम CPU उपयोग) घटना पर प्रतीक्षा करेंगे (acquire... फ़ंक्शंस में से एक), यह संदर्भ स्विच के कारण औसत विलंबता के बारे में 1-2us जोड़ता है।
चूंकि पढ़ने पर बहुत कम विवाद है, इसलिए उपभोक्ता थ्रेड की संख्या के साथ उपभोक्ताओं को बहुत अच्छी तरह से स्केल किया जाता है, उदाहरण के लिए मेरी मशीन पर 3 धागे के लिए:
while (wheel.active())
{
core::wheel::wheel<int>::slot<false> slot = wheel.read();
if (!slot.empty())
{
Data& d = slot.cast<Data>();
// do work
}
// uncomment below for waiting consumer, saving CPU cycles
// else
// wheel.try_acquire(10);
}
संपादित जोड़ा उपभोक्ता:
total=1500000 samples, avg=0.07us
50%=0us, avg=0us
90%=0.155us, avg=0.016us
99%=0.361us, avg=0.038us
99.9%=8.723us, avg=0.044us
पैच होगा स्वागत :)
// Copyright (c) 2011-2012, Bronislaw (Bronek) Kozicki
//
// Distributed under the Boost Software License, Version 1.0. (See accompanying
// file LICENSE_1_0.txt or copy at http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
#pragma once
#include <core/api.hxx>
#include <core/wheel/exception.hxx>
#include <boost/noncopyable.hpp>
#include <boost/type_traits.hpp>
#include <boost/lexical_cast.hpp>
#include <typeinfo>
namespace core { namespace wheel
{
struct bad_size : core::exception
{
template<typename T> explicit bad_size(const T&, size_t m)
: core::exception(std::string("Slot capacity exceeded, sizeof(")
+ typeid(T).name()
+ ") = "
+ boost::lexical_cast<std::string>(sizeof(T))
+ ", capacity = "
+ boost::lexical_cast<std::string>(m)
)
{}
};
// inspired by Disruptor
template <typename Header>
class wheel : boost::noncopyable
{
__declspec(align(64))
struct slot_detail
{
// slot write: (memory barrier in wheel) > post_done > (memory barrier in wheel)
// slot read: (memory barrier in wheel) > read_done > (memory barrier in wheel)
// done writing or reading, must update wrtn_ or tail_ in wheel, as appropriate
template <bool Writing>
void done(wheel* w)
{
if (Writing)
w->post_done(sequence);
else
w->read_done();
}
// cache line for sequence number and header
long long sequence;
Header header;
// there is no such thing as data type with variable size, but we need it to avoid thrashing
// cache - so we invent one. The memory is reserved in runtime and we simply go beyond last element.
// This is well into UB territory! Using template parameter for this is not good, since it
// results in this small implementation detail leaking to all possible user interfaces.
__declspec(align(8))
char data[8];
};
// use this as a storage space for slot_detail, to guarantee 64 byte alignment
_declspec(align(64))
struct slot_block { long long padding[8]; };
public:
// wrap slot data to outside world
template <bool Writable>
class slot
{
template<typename> friend class wheel;
slot& operator=(const slot&); // moveable but non-assignable
// may only be constructed by wheel
slot(slot_detail* impl, wheel<Header>* w, size_t c)
: slot_(impl) , wheel_(w) , capacity_(c)
{}
public:
slot(slot&& s)
: slot_(s.slot_) , wheel_(s.wheel_) , capacity_(s.capacity_)
{
s.slot_ = NULL;
}
~slot()
{
if (slot_)
{
slot_->done<Writable>(wheel_);
}
}
// slot accessors - use Header to store information on what type is actually stored in data
bool empty() const { return !slot_; }
long long sequence() const { return slot_->sequence; }
Header& header() { return slot_->header; }
char* data() { return slot_->data; }
template <typename T> T& cast()
{
static_assert(boost::is_pod<T>::value, "Data type must be POD");
if (sizeof(T) > capacity_)
throw bad_size(T(), capacity_);
if (empty())
throw no_data();
return *((T*) data());
}
private:
slot_detail* slot_;
wheel<Header>* wheel_;
const size_t capacity_;
};
private:
// dynamic size of slot, with extra capacity, expressed in 64 byte blocks
static size_t sizeof_slot(size_t s)
{
size_t m = sizeof(slot_detail);
// add capacity less 8 bytes already within sizeof(slot_detail)
m += max(8, s) - 8;
// round up to 64 bytes, i.e. alignment of slot_detail
size_t r = m & ~(unsigned int)63;
if (r < m)
r += 64;
r /= 64;
return r;
}
// calculate actual slot capacity back from number of 64 byte blocks
static size_t slot_capacity(size_t s)
{
return s*64 - sizeof(slot_detail) + 8;
}
// round up to power of 2
static size_t round_size(size_t s)
{
// enfore minimum size
if (s <= min_size)
return min_size;
// find rounded value
--s;
size_t r = 1;
while (s)
{
s >>= 1;
r <<= 1;
};
return r;
}
slot_detail& at(long long sequence)
{
// find index from sequence number and return slot at found index of the wheel
return *((slot_detail*) &wheel_[(sequence & (size_ - 1)) * blocks_]);
}
public:
wheel(size_t capacity, size_t size)
: head_(0) , wrtn_(0) , rdng_(0) , tail_(0) , event_()
, blocks_(sizeof_slot(capacity)) , capacity_(slot_capacity(blocks_)) , size_(round_size(size))
{
static_assert(boost::is_pod<Header>::value, "Header type must be POD");
static_assert(sizeof(slot_block) == 64, "This was unexpected");
wheel_ = new slot_block[size_ * blocks_];
// all slots must be initialised to 0
memset(wheel_, 0, size_ * 64 * blocks_);
active_ = 1;
}
~wheel()
{
stop();
delete[] wheel_;
}
// all accessors needed
size_t capacity() const { return capacity_; } // capacity of a single slot
size_t size() const { return size_; } // number of slots available
size_t queue() const { return (size_t)head_ - (size_t)tail_; }
bool active() const { return active_ == 1; }
// enough to call it just once, to fine tune slot capacity
template <typename T>
void check() const
{
static_assert(boost::is_pod<T>::value, "Data type must be POD");
if (sizeof(T) > capacity_)
throw bad_size(T(), capacity_);
}
// stop the wheel - safe to execute many times
size_t stop()
{
InterlockedExchange(&active_, 0);
// must wait for current read to complete
while (rdng_ != tail_)
Sleep(10);
return size_t(head_ - tail_);
}
// return first available slot for write
slot<true> post()
{
if (!active_)
throw stopped();
// the only memory barrier on head seq. number we need, if not overflowing
long long h = InterlockedIncrement64(&head_);
while(h - (long long) size_ > tail_)
{
if (InterlockedDecrement64(&head_) == h - 1)
throw overflowing();
// protection against case of race condition when we are overflowing
// and two or more threads try to post and two or more messages are read,
// all at the same time. If this happens we must re-try, otherwise we
// could have skipped a sequence number - causing infinite wait in post_done
Sleep(0);
h = InterlockedIncrement64(&head_);
}
slot_detail& r = at(h);
r.sequence = h;
// wrap in writeable slot
return slot<true>(&r, this, capacity_);
}
// return first available slot for write, nothrow variant
slot<true> post(std::nothrow_t)
{
if (!active_)
return slot<true>(NULL, this, capacity_);
// the only memory barrier on head seq. number we need, if not overflowing
long long h = InterlockedIncrement64(&head_);
while(h - (long long) size_ > tail_)
{
if (InterlockedDecrement64(&head_) == h - 1)
return slot<true>(NULL, this, capacity_);
// must retry if race condition described above
Sleep(0);
h = InterlockedIncrement64(&head_);
}
slot_detail& r = at(h);
r.sequence = h;
// wrap in writeable slot
return slot<true>(&r, this, capacity_);
}
// read first available slot for read
slot<false> read()
{
slot_detail* r = NULL;
// compare rdng_ and wrtn_ early to avoid unnecessary memory barrier
if (active_ && rdng_ < wrtn_)
{
// the only memory barrier on reading seq. number we need
const long long h = InterlockedIncrement64(&rdng_);
// check if this slot has been written, step back if not
if (h > wrtn_)
InterlockedDecrement64(&rdng_);
else
r = &at(h);
}
// wrap in readable slot
return slot<false>(r , this, capacity_);
}
// waiting for new post, to be used by non-polling clients
void acquire()
{
event_.acquire();
}
bool try_acquire()
{
return event_.try_acquire();
}
bool try_acquire(unsigned long timeout)
{
return event_.try_acquire(timeout);
}
void release()
{}
private:
void post_done(long long sequence)
{
const long long t = sequence - 1;
// the only memory barrier on written seq. number we need
while(InterlockedCompareExchange64(&wrtn_, sequence, t) != t)
Sleep(0);
// this is outside of critical path for polling clients
event_.set();
}
void read_done()
{
// the only memory barrier on tail seq. number we need
InterlockedIncrement64(&tail_);
}
// each in its own cache line
// head_ - wrtn_ = no. of messages being written at this moment
// rdng_ - tail_ = no. of messages being read at the moment
// head_ - tail_ = no. of messages to read (including those being written and read)
// wrtn_ - rdng_ = no. of messages to read (excluding those being written or read)
__declspec(align(64)) volatile long long head_; // currently writing or written
__declspec(align(64)) volatile long long wrtn_; // written
__declspec(align(64)) volatile long long rdng_; // currently reading or read
__declspec(align(64)) volatile long long tail_; // read
__declspec(align(64)) volatile long active_; // flag switched to 0 when stopped
__declspec(align(64))
api::event event_; // set when new message is posted
const size_t blocks_; // number of 64-byte blocks in a single slot_detail
const size_t capacity_; // capacity of data() section per single slot. Initialisation depends on blocks_
const size_t size_; // number of slots available, always power of 2
slot_block* wheel_;
};
}}
यहाँ मतदान उपभोक्ता कार्यकर्ता धागे की तरह लग सकता है है उदाहरण
मेरी सलाह विकल्प तलाशना है। प्रदर्शन के लिए, मुफ्त कतार लॉक उस महान नहीं हैं। जब भी आपके पास एक ही कैश लाइन पर कई धागे लिखते हैं तो कुछ भी तेज करना संभव नहीं है। प्रत्येक निर्माता के लिए अलग एसपीएससी कतार का उपयोग करना तेज़ तरीका है। नकारात्मकता यह है कि आप वस्तुओं का क्रम खो देते हैं। अगर आपको एक आदेशित कतार की आवश्यकता है और खुद को बहुत सी सिरदर्द बचाने की इच्छा है, तो बस एक स्पिनलॉक का उपयोग करें। व्यवहार में यह लॉकफ्री के रूप में लगभग उतना ही अच्छा है और उदाहरण के मुकाबले सैकड़ों गुना तेज है Win32 महत्वपूर्ण खंड। – Timo
क्या आपने कतार के बजाए रिंग बफर का उपयोग करने पर विचार किया था? कुछ प्रदर्शन लाभ हैं - स्लॉट आवंटित स्लॉट के साथ निश्चित मेमोरी लोकेशन, बहुत आसान काउंटर किसी भी लॉकिंग के साथ पूंछ/सिर को इंगित करने के लिए इंगित करते हैं, अनुमानित कैश-फ्रेंडली मेमोरी एक्सेस पैटर्न इत्यादि। – bronekk
@bronekk क्या आप कृपया विस्तृत कर सकते हैं? क्या आपके पास किसी भी मौका से एक कामकाजी उदाहरण है? –