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,
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[*]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,
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[*]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,
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[*]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,
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[*]/* [*]*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。
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