Boost Interprocess 和 Lockfree 如何使用 SPSC 佇列建立無鎖 IPC？

共享記憶體 IPC 中的無鎖定同步

在共享記憶體的多進程環境中，管理同步至關重要。為了應對這項挑戰，Boost 提供了用於進程間通訊和 Lockfree 資料結構的多功能函式庫。

Boost Interprocess 和 Lockfree

Boost Interprocess 提供了管理共享記憶體段和分配的工具在他們之內。另一方面，Boost Lockfree 包含一個單生產者單一消費者 (SPSC) 佇列，它可以在您的場景中充當循環緩衝區。

帶有SPSC 隊列的無鎖定IPC

為了演示使用循環緩衝區的無鎖IPC，讓我們使用Boost 類型定義一個共享SPSC 隊列，其中共享字串從共享記憶體透明分配：

<code class="cpp">namespace shm
{
    using ring_buffer = boost::lockfree::spsc_queue<
        shared_string, 
        boost::lockfree::capacity<200> 
    >;
}</code>

消費者端

消費者監視佇列，在訊息到達時處理：

<code class="cpp">while (true)
{
    shm::shared_string v(char_alloc);
    if (queue->pop(v))
        std::cout << "Processed: '" << v << "'\n";
}

生產者端

生產者將訊息推送到以受控的速度排隊：

<code class="cpp">for (const char* s : { "hello world", "the answer is 42", "where is your towel" })
{
    queue->push({s, char_alloc});
}</code>

現實場景中的同步

需要注意的是，與其他進程的同步應該在初始化階段實現IPC機制。此外，確保必要時正確清理和釋放共享記憶體段。

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