最快线程间数据交换算法Word文档下载推荐.docx
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//获取数据
boolGetData(DATAdata)
if(m_listDATA.size()>
0)
{
data=m_listDATA.front();
m_listDATA.pop_front();
LeaveCriticalSection(&
returntrue;
}
else
returnfalse;
private:
list<
DATA>
m_listDATA;
CRITICAL_SECTIONm_crit;
};
多线程数据交换优化方案B--TwoQueues:
文章最后有TwoQueues的详细实现源代码。
TwoQueues的实现分析:
锁竞争:
TwoQueues使用双内存块交换的方式减少锁竞争,数据写入时会进行加锁和解锁操作,但读取数据时,只是当当前读取队列的数据读取完毕时,进行两个队列交换时才进行加锁和解锁操作。
可以说,数据的读取是不进行加锁的。
这样,最大限度的降低了锁竞争问题。
内存:
TwoQueues采用预先分配内存块的方式,初始化TwoQueues时就已经将存放数据的内存分配好了。
之后数据存放于已经分配的内存块上。
无需再次分配内存,不会再次进行内存分配。
TwoQueues的进一步优化,TwoQueues在存放数据时,完全可以模仿【数据长度+数据】的方式存放数据。
但是这种方式会增加数据存在性检测的效率。
TwoQueues则采用了一种链表的方式进行存放数据。
链表结构:
typedefstructtagDataHead
tagDataHead()
pHead=NULL;
nLen=0;
pNext=NULL;
voidReSet()
char*pHead;
unsignedintnLen;
tagDataHead*pNext;
}DATAHEAD;
此链表存放了数据头指针和数据长度。
当TwoQueues中存在数据时,可以直接通过链表节点拿数据。
因为链表每次创建时也是需要进行申请内存,而内存申请是一个比较耗效率的事情,TwoQueues再此做了一个小小的处理,当链表头不存在时,会进行ReAlloc调用,一性申请MALLOC_SIZE个链表头结构。
并且链表从链表上解下时并不会释放内存而是放入一个pFreeDataHead链表上,当需要申请链表头结构时,会先从pFreeDataHead链表上取链表结构。
此处理减少了内存分配和释放的次数,提高了多线程数据共享的效率。
以上的各种优化处理,使TwoQueues的效率得到了极大的提升。
之前做过的内存共享的测试。
A线程不停的写入数据,B线程不停的读取数据。
debug版本
release版本
TwoQueues
80-100万次/秒
170-180万次/秒
CSimpleQueues
20万次/秒
5万次/秒
双队列的使用:
创建对象:
CTwoQueuesm_cTwoQueues;
//初始化双队列大小,因为是双队列,所以内存占用量是两份。
m_cTwoQueues.Init(0x0FFFFFFF);
写入方式:
m_cTwoQueues.PushData(sz,strlen(sz)+1);
读取方式:
constvoid*pData=NULL;
unsignedintnLen=0;
if(m_cTwoQueues.PrepareData(pData,nLen))
//处理数据
...
//确认(丢弃)此数据
m_cTwoQueues.ConfimData();
}
//下面是TwoQueues的所有源代码
源代码下载
#pragmaonce
#include<
assert.h>
namespaceclwCore
#defineMALLOC_SIZE128
typedefstructtagDataHead
typedefstructtagDataMem
tagDataMem(unsignedintnSize)
if(0==nSize)
{
assert(false);
return;
}
nMaxSize=nSize;
pDataMem=(char*)malloc(nSize*sizeof(char));
nDataPos=0;
if(NULL==pDataMem)
//CTwoQueues申请malloc内存失败。
pListDataHead=NULL;
pCurDataHead=NULL;
pFreeDataHead=NULL;
~tagDataMem()
//释放节点
ReSet();
while(NULL!
=pFreeDataHead)
DATAHEAD*pTempDataHead=pFreeDataHead;
pFreeDataHead=pFreeDataHead->
pNext;
deletepTempDataHead;
pTempDataHead=NULL;
free(pDataMem);
pDataMem=NULL;
boolReAlloc()
for(unsignedshorti=0;
i<
MALLOC_SIZE;
++i)
DATAHEAD*pTempDataHead=newDATAHEAD;
//pTempDataHead->
ReSet();
//构造时已经初始化
if(NULL==pTempDataHead)
{
//申请DATAHEAD内存失败。
assert(false);
returnfalse;
}
pTempDataHead->
pNext=pFreeDataHead;
pFreeDataHead=pTempDataHead;
DATAHEAD*GetDataHead()
if(NULL!
returnpTempDataHead;
if(ReAlloc())
if(NULL!
DATAHEAD*pTempDataHead=pFreeDataHead;
pFreeDataHead=pFreeDataHead->
returnpTempDataHead;
//ASSERT("
GetDataHead返回NULL。
"
);
assert(false);
returnNULL;
unsignedintGetFreeLen()//空闲内存长度
returnnMaxSize-nDataPos;
boolPushData(void*pData,unsignedintnLen)
if(nDataPos+nLen>
=nMaxSize)
returnfalse;
DATAHEAD*pTempDataHead=GetDataHead();
if(NULL==pTempDataHead)
//构造数据头结构
pTempDataHead->
pHead=(pDataMem+nDataPos);
nLen=nLen;
pNext=NULL;
//拷贝数据
memcpy(pDataMem+nDataPos,pData,nLen);
nDataPos+=nLen;
if(NULL==pListDataHead)
pListDataHead=pTempDataHead;
pCurDataHead=pTempDataHead;
returntrue;
else
pCurDataHead->
pNext=pTempDataHead;
pCurDataHead=pCurDataHead->
boolIsEmpty()//判断是否有数据
return(NULL==pListDataHead)?
true:
false;
boolPrepareData(constvoid*&
pData,unsignedint&
nLen)//准备一条数据
=pListDataHead)
pData=pListDataHead->
pHead;
nLen=pListDataHead->
nLen;
voidConfimData()//删除一条数据
DATAHEAD*pTempDataHead=pListDataHead;
pListDataHead=pListDataHead->
pFreeDataHead=pTempDataHead;
voidReSet()//重置内存存储对象
DATAHEAD*pTempDataHead=pListDataHead;
pListDataHead=pListDataHead->
char*pDataMem;
//数据内存区域
unsignedintnDataPos;
//数据存储位置
unsignedintnMaxSize;
//最大存储区域大小
DATAHEAD*pListDataHead;
DATAHEAD*pCurDataHead;
DATAHEAD*pFreeDataHead;
//空闲头结构队列
}DATAMEM;
classCTwoQueues
public:
CTwoQueues(void)
InitializeCriticalSection(&
m_pDataMemPush=NULL;
m_pDataMemPop=NULL;
~CTwoQueues(void)
=m_pDataMemPush)
deletem_pDataMemPush;
m_pDataMemPush=NULL;
=m_pDataMemPop)
deletem_pDataMemPop;
m_pDataMemPop=NULL;
DeleteCriticalSection(&
voidInit(unsignedintnSize)
//初始化CTwoQueues对象失败。
m_pDataMemPush=newDATAMEM(nSize);
m_pDataMemPop=newDATAMEM(nSize);
//unsignedintnFreeLen=m_pDataMemPush->
GetFreeLen();
boolbResult=false;
EnterCriticalSection(&
bResult=m_pDataMemPush->
PushData(pData,nLen);
returnbResult;
nLen)
boolbCanRead=true;
if(m_pDataMemPop->
IsEmpty())
//队列没有数据了
EnterCriticalSection(&
if(m_pDataMemPush->
//Push队列为空
LeaveCriticalSection(&
bCanRead=false;
else
m_pDataMemPop->
//充值读取队列
DATAMEM*pTempDataMem=m_pDataMemPush;
m_pDataMemPush=m_pDataMemPop;
m_pDataMemPop=pTempDataMem;
bCanRead=true;
if(bCanRead)
returnm_pDataMemPop->
PrepareData(pData,nLen);
voidConfimData()
m_pDataMemPop->
ConfimData();
private:
DATAMEM*m_pDataMemPush;
DATAMEM*m_pDataMemPop;
CRITICAL_SECTIONm_crit;
};
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