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c++ 实现无锁队列

C++中实现无锁队列可以使用原子操作和内存屏障等技术,以下是一个简单的示例代码:

#include <atomic>

template<typename T>
class LockFreeQueue {
private:
    struct Node {
        T data;
        Node* next;

        Node(const T& value) : data(value), next(nullptr) {}
    };

    alignas(64) std::atomic<Node*> head;
    alignas(64) std::atomic<Node*> tail;

public:
    LockFreeQueue() : head(new Node(T())), tail(head.load()) {}

    ~LockFreeQueue() {
        while (Node* node = head.load()) {
            head.store(node->next);
            delete node;
        }
    }

    void Enqueue(const T& value) {
        Node* newNode = new Node(value);
        newNode->next = nullptr;

        Node* curTail = tail.load();
        Node* nullPtr = nullptr;
        
        while (!tail.compare_exchange_weak(curTail, newNode)) {
            curTail = tail.load();
            
            if (curTail == nullPtr)
                nullPtr = nullptr;
        }

        if (nullPtr != nullptr)
            delete nullPtr;

       // 在此处添加适当的内存屏障,例如 std::atomic_thread_fence(std::memory_order_release);
    }

    bool Dequeue(T& result) {
        Node* curHead = head.load();
        Node* curTail = tail.load();

       // 检查队列是否为空
       if (curHead == curTail)
           return false;

       Node* nextNode = curHead->next;
       
       result = nextNode->data;

       head.store(nextNode);

       delete curHead;

      // 在此处添加适当的内存屏障,例如 std::atomic_thread_fence(std::memory_order_release);

       return true;
    }
};

这是一个简单的无锁队列实现,使用了原子操作和适当的内存屏障来保证线程安全。请注意,在实际应用中,还需要考虑内存回收、并发控制等问题,并根据具体情况进行优化和测试。


内容由零声教学AI助手提供,问题来源于学员提问

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