winston 发表于 2011-12-20 10:11:19

多线程的那点儿事(之无锁链表)


【 声明:版权所有,欢迎转载,请勿用于商业用途。联系信箱:feixiaoxing @163.com】

    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,

view plain

[*]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,

view plain

[*]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,

view plain

[*]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,


view plain

[*]/* [*]*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。
页: [1]
查看完整版本: 多线程的那点儿事(之无锁链表)