我的记录器有一个SPSC队列。
它当然不是通用的 SPSC 无锁队列。
但是，鉴于围绕如何使用它、目标架构等的一系列假设，以及一些可接受的权衡，我将在下面详细介绍，我的问题基本上是，它是否安全/它有效吗？
- 它只会在
x86_64体系结构上使用，因此写入uint16_t将是原子的。 - 只有制作者更新
tail。 - 只有消费者更新
head。 - 如果生产者读取旧值
head，看起来队列中的空间比实际少，这在使用上下文中是可以接受的限制。 - 如果消费者读取旧的值
tail，看起来队列中等待的数据比实际少，这又是一个可以接受的限制。
上述限制是可以接受的，因为：
- 使用者可能不会立即获得最新的
tail，但最终最新的tail将到达，并且将记录排队的数据。 - 生产者可能不会立即获得最新的
head，因此队列看起来会比实际更满。在我们的负载测试中，我们发现了我们记录的数量与队列的大小，以及记录器排空队列的速度，此限制不起作用 - 队列中始终有空间。
最后一点，使用 volatile 是必要的，以防止每个线程仅读取的变量被优化。
我的问题：
- 这个逻辑正确吗？
- 队列线程安全吗？
volatile够吗？volatile有必要吗？
我的队列：
class LogBuffer
{
public:
bool is_empty() const { return head_ == tail_; }
bool is_full() const { return uint16_t(tail_ + 1) == head_; }
LogLine& head() { return log_buffer_[head_]; }
LogLine& tail() { return log_buffer_[tail_]; }
void advance_head() { ++head_; }
void advance_hail() { ++tail_; }
private:
volatile uint16_t tail_ = 0; // write position
LogLine log_buffer_[0xffff + 1]; // relies on the uint16_t overflowing
volatile uint16_t head_ = 0; // read position
};
这个逻辑正确吗？
是的。
队列线程安全吗？
不。
挥发性是否足够？挥发性是必要的吗？
不，两者都有。易失性不是一个使任何变量线程安全的神奇关键字。您仍然需要对索引使用原子变量或内存屏障，以确保在生成或使用项目时内存排序正确。
更具体地说，在为队列生成或使用项目后，需要发出内存屏障，以保证其他线程将看到更改。许多原子库会在您更新原子变量时为您执行此操作。
顺便说一句，使用"was_empty"而不是"is_empty"来明确它的作用。此调用的结果是一个实例，在您对其值执行操作时，该实例可能已更改。