1、引言
本文介紹單生產者單消費者模型的隊列。依據寫入隊列的內容是定長還是變長,分為單生產者單消費者定長隊列和單生產者單消費者變長隊列兩種。
單生產者單消費者模型的隊列操作過程是不須要進行加鎖的。生產者通過寫索引控制入隊操作,消費者通過讀索引控制出隊列操作。二者相互之間對索引是獨享,不存在競爭關系。
例如以下圖所看到的:
2、單生產者單消費者定長隊列
這樣的隊列要求每次入隊和出隊的內容是定長的。即生產者寫入隊列和消費者讀取隊列的內容大小事同樣的。
linux內核中的kfifo就是這樣的隊列,提供了讀和寫兩個索引。單生產者單消費者隊列數據結構定義例如以下所看到的:
typedef struct
{uint32_t r_index; /*讀指針*/uint32_t w_index; /*寫指針*/uint32_t size; /*緩沖區大小*/char *buff[0]; /*緩沖區起始地址*/
}ring_buff_st;
為了方便計算位置。設置隊列的大小為2的次冪。這樣可以將之前的取余操作轉換為位操作。即r_index = r_index % size 與 r_index = r_index & (size -1)等價。位操作很快,充分利用了二進制的特征。
(1)隊列初始狀態,讀寫索引相等,此時隊列為空。
(2)寫入隊列
寫操作即進行入隊操作。入隊有三種場景,
2.1 寫索引大于等于讀索引
2.2寫索引小于讀索引
2.3.寫索引后不夠寫入一個
(3)讀取隊列
讀隊列分為三種場景
3.1寫索引大于等于讀索引
3.2寫索引小于讀索引
3.3.讀索引后面不夠一個
3、單生產者單消費者變長隊列
有些時候生產者每次寫入的數據長度是不確定的,導致寫入隊列的數據時變長的。這樣為了充分利用隊列。須要添加一個結束索引,保證隊列末尾至少可以寫入一個數據。變長隊列數據結構定義例如以下:
具體見我博客關于邊長數組介紹
http://blog.csdn.net/xy010902100449/article/details/46522533
typedef struct
{uint32_t r_index; /*讀指針*/uint32_t w_index; /*寫指針*/uint32_t e_index; /*隊列結束指針*/uint32_t size; /*緩沖區大小*/char *buff[0]; /*緩沖區起始地址*/
}ring_buff_st;