Bagaimanakah Boost Interprocess dan Lockfree boleh digunakan untuk mencapai penyegerakan tanpa kunci dalam senario memori dikongsi dengan penimbal bulat yang besar?

Penyegerakan IPC Memori Dikongsi Tanpa Kunci

Dalam senario memori dikongsi dengan berbilang proses dan penimbal bulat yang besar, mencapai penyegerakan yang berkesan menimbulkan cabaran. Artikel ini meneroka pendekatan tanpa kunci menggunakan Boost Interprocess dan Boost Lockfree untuk menangani isu ini.

Boost Interprocess and Lockfree

Boost Interprocess menyediakan sokongan untuk memori dikongsi, manakala Boost Lockfree menawarkan pengeluar- pelaksanaan baris gilir pengguna (spsc_queue). Baris gilir ini serupa dengan penimbal bulat.

Melaksanakan Baris Gilir Dikongsi

Pertimbangkan contoh berikut menggunakan Boost Interprocess dan Lockfree:

<code class="cpp">// Shared Memory Types
namespace shm
{
    using shared_string = bip::basic_string<char, std::char_traits<char>, char_alloc>;
    using ring_buffer = boost::lockfree::spsc_queue<
        shared_string, 
        boost::lockfree::capacity<200> 
    >;
}</code>

Ini mentakrifkan jenis rentetan kongsi yang memperuntukkan memori daripada segmen kongsi dan penimbal cincin kongsi dengan kapasiti 200 elemen.

Pelaksanaan Pengguna

<code class="cpp">// Consumer Side
int main()
{
    // Open or create shared memory segment
    bip::managed_shared_memory segment(bip::open_or_create, "MySharedMemory", 65536);
    
    // Find or construct shared queue
    shm::ring_buffer *queue = segment.find_or_construct<shm::ring_buffer>("queue")();
    
    // Infinite loop to process messages
    while (true)
    {
        // Sleep for 10ms
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10));
        
        // Allocate shared string to receive message
        shm::shared_string v(char_alloc);
        
        // Pop message from queue
        if (queue->pop(v))
            std::cout << "Processed: '" << v << "'\n";
    }
}</code>

Pengguna sentiasa memantau baris gilir kongsi untuk mesej dan memprosesnya dengan selang tidur 10ms.

Pelaksanaan Pengeluar

<code class="cpp">// Producer Side
int main()
{
    // Open or create shared memory segment
    bip::managed_shared_memory segment(bip::open_or_create, "MySharedMemory", 65536);
    
    // Find or construct shared queue
    shm::ring_buffer *queue = segment.find_or_construct<shm::ring_buffer>("queue")();
    
    // Produce messages
    for (const char* s : { "hello world", "the answer is 42", "where is your towel" })
    {
        // Sleep for 250ms
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(250));
        
        // Push message to queue
        queue->push({s, char_alloc});
    }
}</code>

Pengeluar menghantar tiga mesej ke baris gilir kongsi dengan selang 250ms.

Penyegerakan Tanpa Kunci

Dengan menggunakan spsc_queue Boost Lockfree, pengeluar dan pengguna boleh berkomunikasi tanpa mekanisme penguncian. Pelaksanaan baris gilir memastikan bahawa penulisan kepada penimbal dapat dilihat dengan serta-merta kepada pengguna, menyelesaikan isu keterlihatan yang dihadapi dengan halangan pengkompil menggunakan GCC.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimanakah Boost Interprocess dan Lockfree boleh digunakan untuk mencapai penyegerakan tanpa kunci dalam senario memori dikongsi dengan penimbal bulat yang besar?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!