多线程的那点儿事(之无锁链表)
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前面,为了使得写操作快速进行,我们定义了顺序锁。但是顺序锁有个缺点,那就是处理的数据不能是指针,否则可能会导致exception。那么有没有办法使得处理的数据包括指针呢?当然要是这个链表没有锁,那就更好了。
针对这种无锁链表,我们可以初步分析一下,应该怎么设计呢?
(1)读操作没有锁,那么怎么判断读操作正在进行呢,只能靠标志位了;
(2)写操作没有锁,那么读操作只能一个线程完成;
(3)写操作中如果是添加,那么直接加在末尾即可;
(4)写操作中如果是删除,那么应该先删除数据,然后等到当前没有操作访问删除数据时,释放内存,但是首节点不能删除。
普通链表的结构为,
typedef struct _LINK
{
int data;
struct _LINK* next;
}LINK;
typedef struct _LINK
{
int data;
struct _LINK* next;
}LINK; 假设此时有32个线程在访问链表,那么可以定义一个全局变量value,每一个bit表示一个thread,读操作怎么进行呢,
void read_process()
{
int index = get_index_from_threadid(GetThreadId());
InterLockedOr(&value, 1 << index);
/* read operation */
InterLockedAnd(&value, ~(1<< index));
}
void read_process()
{
int index = get_index_from_threadid(GetThreadId());
InterLockedOr(&value, 1 << index);
/* read operation */
InterLockedAnd(&value, ~(1<< index));
} 那么,写操作怎么进行呢,
void write_process_add(LINK* pHead, LINK* pLink)
{
/* add link to the tail of list */
}
void write_process_del(LINK* pHead, LINK* pLink)
{
delete_link_from_list(pHead, pLink);
while(1){
if(0 == value)
break;
Sleep(100);
}
free(pLink);
}
void write_process_add(LINK* pHead, LINK* pLink)
{
/* add link to the tail of list */
}
void write_process_del(LINK* pHead, LINK* pLink)
{
delete_link_from_list(pHead, pLink);
while(1){
if(0 == value)
break;
Sleep(100);
}
free(pLink);
} 其中链表的删除操作为,
/*
* From:
* -> a -> b -> c -> d
*
* To:
* -----------------
* | V
* -> a b -> c ->d
*
*/
/*
* From:
* -> a -> b -> c -> d
*
* To:
* -----------------
* | V
* -> a b -> c ->d
*
*/
总结:
(1)这种无锁链表有很多局限:多读少写、注意使用原子操作、不能删除头结点、数据只能添加到尾部、注意删除顺序和方法、读线程个数有限制等等;
(2)写操作在操作前需要等待所有的读操作,否则有可能发生异常;
(3)写操作不能被多个线程使用;
(4)无锁链表应用范围有限,只是特殊情况下的一种方案而已。
补充:软件开发 , 其他 ,