以下是一个简单的无锁消息队列的示例实现：
#include <atomic>
#include <iostream>
#include <thread>
template<typename T>
class LockFreeQueue {
private:
struct Node {
T data;
Node* next;
Node(const T& value) : data(value), next(nullptr) {}
};
std::atomic<Node*> head;
std::atomic<Node*> tail;
public:
LockFreeQueue() : head(nullptr), tail(nullptr) {}
~LockFreeQueue() {
while (Node* current = head.load()) {
head.store(current->next);
delete current;
}
}
void enqueue(const T& value) {
Node* newNode = new Node(value);
newNode->next = nullptr;
// Atomically update the tail pointer
Node* prevTail = tail.exchange(newNode);
if (prevTail != nullptr)
prevTail->next = newNode;
else
head.store(newNode); // If queue was empty, update the head pointer as well
}
bool dequeue(T& value) {
if (head == nullptr)
return false; // Queue is empty
Node* oldHead = head.load();
while (oldHead != nullptr && !head.compare_exchange_weak(oldHead, oldHead->next));
if (oldHead == nullptr)
return false; // Another thread already dequeued the last element
value = oldHead->data;
delete oldHead;
return true;
}
};
int main() {
LockFreeQueue<int> queue;
std::thread producer([&]() {
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
queue.enqueue(i);
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));
}
});
std::thread consumer([&]() {
int value;
while (true) {
if (queue.dequeue(value)) {
std::cout << "Dequeued: " << value << std::endl;
}
else {
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
}
}
});
producer.join();
consumer.join();
return 0;
}
你可以将以上代码保存为一个名为 lock_free_queue.cpp 的文件，然后使用 C++ 编译器进行编译，比如使用 g++：
g++ -std=c++11 -o lock_free_queue lock_free_queue.cpp
执行生成的可执行文件 lock_free_queue 进行测试。该示例中包含了一个生产者线程和一个消费者线程，生产者会不断往队列中添加元素，而消费者会从队列中取出元素并打印。你可以根据需要修改测试逻辑或加入更多线程来验证无锁消息队列的功能性和性能。
内容由零声教学AI助手提供，问题来源于学员提问
