如何使用pthread实现一个单写多读队列？ - 腾讯云开发者社区

如何实现一个线程安全多生产多消费者队列？大家好，我是光城，在内容之前，举一个非常有趣的例子，如何实现一个线程安全的多生产多消费者对列呢？如果让你手撕一个，可以写出来吗？里面有哪些细节？...如何使用condition_variable？完整代码如下：获取方式见文末。引入之前，我们需要先写一个线程安全的队列，然后才能写出一个多生产多消费。...所以，第一个部分先写一个线程安全的队列，不考虑多生产多消费者情况。通常，大家可能会想到很简单，就对STL的queue加个锁就完事吧？...如果是这么简单，我就不必赘述这么多了，之前在面试的时候也遇到过这么一个问题：面试官问我，如何保证empty线程安全，如何保证队列线程安全？等等，这不就是这里的问题嘛，如何写一个线程安全的队列？...return false; } fronted_value = q_.front(); return true; } 此时，我们的queue的front、pop都是线程安全的，但是问题又来了，如何实现多生产多消费呢

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如何理解互斥锁、条件变量、读写锁以及自旋锁？

在读多写少的场景下，不加区分的使用互斥量显然是有点浪费的。此时便该上演读写锁的拿手好戏。读写锁有一个别称叫『共享-独占锁』。...不过单看『共享-独占锁』或者『读写锁』这两个名称，其实并未区分对于读和写，到底谁共享，谁独占。可能会让人误以为读写锁是一种更为泛化的称呼，其实不是。读写锁的含义是准确的：是一种读共享，写独占的锁。...读写锁的特性：当读写锁被加了写锁时，其他线程对该锁加读锁或者写锁都会阻塞（不是失败）。当读写锁被加了读锁时，其他线程对该锁加写锁会阻塞，加读锁会成功。因而适用于多读少写的场景。...：多读单写的线性数据。...用数组实现环形队列，避免vector等动态扩张的数据结构，写在结尾，由于单写因而可以不加锁；读在开头，由于多读（避免重复消费）所以需要加一下锁（互斥量就行）。多读单写的KV。

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Linux线程-生产消费模型和线程池

多线程在访问任务队列时需要维护同步与互斥，所以需要使用条件变量与互斥锁接口，为了更方便在静态例程函数中使用条件变量和互斥锁，我们需要进一步封装接口便于调用五、线程安全的单例模式设计模式的概念...单例模式：一个类只能创建一个对象，即单例模式，该模式可以保证系统中该类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点，该实例被所有程序模块共享比如：在某个服务器程序中，该服务器的配置信息存放在一个文件中...，这些配置数据由一个单例对象统一读取，然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息，这种方式简化了在复杂环境下的配置管理单例模式有两种实现模式：饿汉模式和懒汉模式 1、饿汉模式...读写锁可以专门处理这种多读少写的情况示图：注：写独占，读共享，读锁优先级高读写锁接口：设置读写优先： int pthread_rwlockattr_setkind_np(pthread_rwlockattr_t...读写锁可以专门处理这种多读少写的情况示图：注：写独占，读共享，读锁优先级高读写锁接口：设置读写优先： int pthread_rwlockattr_setkind_np(pthread_rwlockattr_t

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线程同步与互斥

文章目录锁种无锁编程乐观锁设计一个乐观锁悲观锁如何选择自旋锁互斥锁读写锁设计读写锁使用读写锁死锁 pthread_mutex_timedlock 死锁产生死锁的避免与解决的基本方法...乐观锁比较适用于读多写少的情况(多读场景)，悲观锁比较适用于写多读少的情况(多写场景)。...传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁。悲观锁的实现往往依靠数据库本身的锁功能实现。...读写锁可以有三种状态：读模式下加锁状态，写模式下加锁状态，不加锁状态。一次只有一个线程可以占有写模式的读写锁，但是多个线程可以同时占有读模式的读写锁。...虽然读写锁的实现各不相同，但当读写锁处于读模式锁住状态时，如果有另外的线程试图以写模式加锁，读写锁通常会阻塞随后的读模式锁请求。这样可以避免读模式锁长期占用，而等待的写模式锁请求一直得不到满足。

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【Linux】多线程 --- POSIX信号量+懒汉模式的线程池+其他常见锁

4.环形队列实现的生产消费模型 1. 上面我们一直在说信号量的原理以及作用，但信号量的应用场景是什么呢？如果用信号量来实现生产消费模型，又该如何实现呢？...那既然进入环形队列的线程大部分情况下也就只能进入一个生产一个消费，那我们创建多生产多消费的意义是什么呢？...类外使用单例对象时，即通过类名加静态方法名的方式得到单例对象的地址，从而访问其他类成员方法。实现懒汉遵循的一个原则就是需要时即为开辟时，什么意思呢？...（右边的懒汉方式实现单例模式是线程不安全的，解决这种不安全的话题放到实现懒汉版本的线程池那里，我会详细说明线程安全版本的懒汉是如何实现的。）...当然是有的，pthread库为我们实现了读写锁的初始化和销毁方案，同时也实现了分别用于读者线程间和写者线程间的加锁实现，以及读者写者统一的解锁实现。

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UNIX IPC

@(linux 编程) 一、消息传递 pipe 管道一般为有亲缘关系进程提供单路数据流，通过pipe（int fd[2]）创建，返回两个文件描述符, fd[0] 用于读，fd[1]用于写。...父进程创建管道后 fork 子进程，父子共享该管道的描述符（使用同一个管道） ? fifo1 之后双方各关闭一个描述符，实现单向通信，但需要实现双向时，可通过两个通道实现。 ?...fifo2 如下实现示例：父进程创建管道，创建子进程，父关闭写端，子关闭读端，子写父读。...读写锁相比互斥锁直接上锁，读写锁将写操作和读操作进行了区分。当保护数据读比写频繁时使用。只要没有线程持该锁进行写，其他多个进程可以同时持锁进行读。...仅当没有线程持该锁读或者写，才能有一个线程持锁进行写。

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【Linux】线程池|单例模式|STL、智能指针线程安全|读者写者问题

饿汉方式和懒汉方式是两种常见的单例模式的实现方式。单例模式的主要特点包括：只能有一个实例。全局访问点，方便访问该实例。...若不等则失败，失败则重试，一般是一个自旋的过程，即不断重试自旋锁：使用自旋锁时，当多线程发生竞争锁的情况时，加锁失败的线程会忙等待（这里的忙等待可以用 while 循环等待实现），直到它拿到锁。...读者写者问题（了解）读写锁由读锁和写锁两部分构成，如果只读取共享资源用读锁加锁，如果要修改共享资源则用写锁加锁。...如果写锁没被写线程持有，多个读线程能够并发持有锁，提高共享资源的访问效率，因为读锁用于读取共享资源，所以多个线程持有读锁也不会破坏共享资源的数据。...一旦写锁被线程持有后，读线程获取锁的操作会被阻塞，而其他写线程的获取写锁的操作也会被阻塞注意：写独占，读共享，读锁优先级高读者写者问题和生产者消费者模型的本质区别就是消费者会取走数据，而读者不会取走数据

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Linux多线程【生产者消费者模型】

「生产者消费者模型」，因为它允许多个进程同时访问，并且不会出现问题，意味着它维护好了「互斥、同步」关系；当写端写满管道时，无法再写，通知读端进行读取；当管道为空时，无法读取，通知写端写入数据 1.3...，至于如何处理队空/队满的特殊情况，就需要借助「互斥、同步」相关知识了，具体在代码中体现 2.2、单生产单消费模型首先来实现最简单的单生产单消费者模型，首先搭好阻塞队列类的框架创建 BlockingQueue.hpp...：判断 queue 是否为空如何判断阻塞队列是否为满：判断 queue 的大小是否为 _cap 使用互斥锁 + 条件变量实现互斥与同步获得工具框架后，接下来搭建生产与消费的代码因为是单生产...，证明当前的「生产者消费者模型」是可用的（单生产单消费场景中） 2.3、多生产多消费模型在上面的「生产者消费者模型」中，存在一些细节问题细节1：只有当条件满足时，才能进行生产/消费之前单纯使用一个...，但在当前代码设计中（使用同一个 _queue），完全没有必要以上就是关于基于阻塞队列实现「生产者消费者模型」的全部内容了，除了使用互斥锁外，还可以使用信号量，也就是使用环形队列来实现「生产者消费者模型

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【性能优化】lock-free在召回引擎中的实现

我们设想一个场景，假如某个业务，写操作次数远远小于读操作次数，例如我们的召回引擎，那么我们完全可以使用读写锁来实现该功能，换句话说读写锁适合于读多写少的场景。...对于一写多读的场景，使用读写锁进行优化，使用读写锁，在读的时候，是不进行加锁操作的，但是当有写操作的时候，就需要加锁，这样难免也会产生性能上的影响，在本节，我们提供终极优化版本，目的是在写少读多的场景下实现...❞ 实现在上节中，我们提出了使用双buffer来实现lock-free的目标，那么如何实现读写buffer无损切换呢？...扩展双buffer方案在“一写多读”的场景下能够实现lock-free的目标，那么对于“多写一读”或者“多写多读”场景，是否也能够满足呢？...缺点通过前面的章节，我们知道通过双buffer方式可以实现在一写多读场景下的lock-free，该方式要求两个对象或者buffer最终持有的数据是完全一致的，也就是说在单buffer情况下，只需要一个

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无锁队列的实现

那么我们就来看一下如何实现一个无锁队列。队列：众所周知，就是先进先出。出队列的时候从队列头取出一个结点；入队列的时候，将结点添加到队列尾部。当多线程同时操作一个队列读写时，显然就需要加锁。...但是在单读单写的这种多线程应用时，是可以做到无锁的。...T* p = pnode->pdata; front = front->next; delete pnode; return p; } #endif 原理其实很简单，就是在队列的末尾添加一个空节点...这样在队列非空的情况下，front结点与tear结点中间至少间隔一个结点。...1000000+tv1.tv_usec) ; printf("time : %lu\n",delta); return 0; } 在我的机器上，测试结果为327730us 下面再给出加锁的版本，并使用相同的测试方法

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如何使用css3实现一个类在线直播的队列动画

之前在群里有个朋友问了这样一个问题, 就是如何在小程序中实现类似直播平台的用户上线时的队列动画?...作为一名前端工程师, 解决方案无非以下2种: 使用javascript根据条件来控制元素的样式实现队列动画用纯css3配合数据驱动模型来实现....大家都知道在现代的Web开发中, 我们能使用Css实现的效果尽量不要用Js, 所以我们应该优先考虑用Css3来实现,但是我们要结合数据流才能实现真正的队列动画, 所以我们可以利用MVVM框架便捷的数据驱动模型来控制动画的走向...实现进入动画我们要想实现上图的用户进入动画, 可以使用Css3的过渡动画transition,也可以使用animation动画, 由于使用场景的便捷性这里我们采用animation动画, 首先我们先写一下... }) } css代码如下: .hidden { opacity: 0; animation: moveOut 1.2s;} 通过以上步骤我们就实现了一个完整的类在线直播的队列动画

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多线程之读写锁原理

这是无量测试之道的第197篇原创今天主要通过多读单写的例子来说下读写锁的原理概念多读单写，简单说，就是对资源的访问分为两种状态，一种是读操作，另一种是写操作。由应用程序提示锁应该做哪种操作。...如下图所示：业务场景举例比如现在有 A、B、C、D、E、F、G 6个线程，其中A、B、C、G 4个线程之行读请求，E、F 2个线程之行写请求，如何保证读写安全？...ReentrantReadWriteLock 也是通过 AQS 来实现锁的，但是 ReentrantReadWriteLock有两把锁：读锁和写锁，它们保护的都是同一个资源，那么如何用一个共享变量来区分锁是写锁还是读锁呢...，只有一个线程是进行写请求（假设写请求的编号为20）先有1-19线程进行了读请求然后第20线程进行了写请求又来21-100线程80个线程进行读请求结果是第20线程等到所有读线程执行完了才能执行写请求...从而导致写锁饥饿问题总结多读单写在实际开发过程中是非常常见的，不同的开发语言有不同的解决方式，但是大体的实现思路是差不多的。

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Linux多线程【线程池】

一山不容二虎一样，线程池对象在一个程序中是不推荐出现多个的在一个程序中只允许实例化出一个对象，可以通过单例模式来实现，单例模式是非常经典、常用、常考的设计模式什么是设计模式？...单例的类来管理这些数据；在我们今天的场景中，也需要一个单例线程池来协同生产者与消费者 3.3.单例模式的简单实现单例模式有两种实现方向：饿汉与懒汉，它们避免类被再次创建出对象的手段是一样的...，如果后续使用单例对象还好说，但如果后续没有使用单例对象，那么这个对象就是白创建了，在延缓服务启动的同时造成了一定的资源浪费综上所述，饿汉模式不是很推荐使用，除非图实现简单，并且服务规模较小；...，用来解决读者写者问题，核心思想是读者共享，写者互斥这就好比博客发布了，允许很多人同时读，但如果作者想要进行修改，那么其他人自然也就无法查看了，这就是一个很典型的读者写者问题读者写者模型...*__rwlock); 注意：读者和写者使用的加锁接口并不是同一个关于读者写者模型的实现读者读数据时，允许其他读者一起读取数据，但不允许写者修改数据写者写数据时，不允许读者进入读者读取完数据后

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C语言服务器编程必备常识

没有进程读管道的时候【例如close(fd[0])了】还往管道写数据将引发SIGPIPE。...IO处理单元是一个专门的接入服务器，它实现负载均衡。请求队列是系统内部各单元之间通信方式的抽象，一般实现为池。阻塞和非阻塞是对文件描述符而言的。...池就是预先静态分配资源，到时可以快速使用。避免了对内核的频繁访问。提升性能方法：池、避免数据复制、上下文切换【线程数大于cpu数时】和锁。读写锁可以减少锁的粒度适用于读多写少的情况。...目前可以实现跨进程的线程同步被pthread_cancel的线程可以决定是否允许被取消以及如何取消。销毁一个已经加锁的互斥量将导致不可知的后果。互斥量属性设置中可以设置跨进程共享互斥量。...pthread_create当线程函数是类的成员函数时，必须为静态函数【确保没对象时也可以使用】，由于静态成员函数只能访问静态成员，要访问动态成员需要函数内部用单例或将类的对象作为参数传给函数。

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C 和 Java 没那么香了，Serverless 时代 Rust 即将称王？

高并发模式初探在这个高并发时代最重要的设计模式无疑是生产者、消费者模式，比如著名的消息队列kafka其实就是一个生产者消费者模式的典型实现。...taosScheduleTask函数也就是生产的实现，其基本逻辑如下： 1.写队列前先对emptySem进行减1操作，如emptySem原值为1，那么减1后为0，也就是队列已满，必须在读取消息后，即emptySem...为了帮助大家找到区别，我们先以Java为例来，看一下没有channel的高级语言Java，生产者消费者该如何实现，代码及注释如下：...Go的高并发实现我们刚刚也介绍过了Go语言中官方推荐使用channel来实现协程间通信，所以不需要再添加lock和信号量就能实现模式了，以下代码中我们通过子goroutine完成了生产者的功能，在在另一个子...Rust的高并发实现在Rust官方提供的功能中，其实并不包括多生产者、多消费者的channel，std:sync空间下只有一个多生产者单消费者（mpsc)的channel。

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阿里、字节：一套高效的iOS面试题（多线程 GCD底层原理篇）

该目的通过将代码切片成一个一个的临界区而达成。等待互斥锁的线程进入休眠，被唤醒时需要进行上下文切换。读写锁：又称为 “共享-互斥锁” 与 “多读者-单写者锁”。用于解决多线程对公共资源的读写问题。...读操作可并发重入，写操作是互斥的。读写锁通常用互斥锁、条件变量、信号量实现。条件锁：条件变量。任务需要的某些资源要求不满足时就进入休眠，条件锁锁上。当被分配到资源时，条件锁解开，任务程继续进行。...(cond) 条件锁 pthread_cond_t、 #import pthread_rwlock 读写锁读操作重入，写操作互斥 @synchronized 互斥锁性能差，...4.6 pthread_rwlock 读写锁 pthread_rwlock，对鞋所。又称为 “共享-互斥锁” 与 “多读者-单写者锁”。用于解决多线程对公共资源的读写问题。...读操作可并发重入，写操作是互斥的。

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【Linux】生产者消费者模型：基于阻塞队列和环形队列 | 单例模式线程池

那么如何实现互斥? 答案是加锁！当线程申请所成功，才能向后执行，否则阻塞等待，该进程访问完成后，释放锁，然后其它线程再来申请锁。...在保证数据安全的前提下，让线程能够按照某种特定的顺序访问临界资源，从而有效避免饥饿问题，叫做同步如何实现线程同步？答案是条件变量！...c_mutex; //消费者的锁 pthread_mutex_t p_mutex; //生产者的锁 }; 五.基于单例模式的线程池的简单实现其实线程池就是利用的生产者消费者模型。...吃完饭, 先把碗放下, 然后下一顿饭用到这个碗了再洗碗, 就是懒汉方式；懒汉方式最核心的思想是 "延时加载"，从而能够优化服务器的启动速度饿汉模式实现单例模式 //单例模式的核心是只能实例化一个对象，...悲观锁：在每次取数据时，总是担心数据会被其他线程修改，所以会在取数据前先加锁（读锁，写锁，行锁等），当其他线程想要访问数据时，被阻塞挂起。

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Linux内核理解 Memory barrier（内存屏障）

现在思考一下乱序处理器处理指令的过程，我们能得到几个结论：对于单个 CPU 指令获取是有序的（通过队列实现）对于单个 CPU 指令执行结果也是有序返回寄存器堆的（通过队列实现）由此可知，在单 CPU 上...现在通过一个例子来说明多 CPU 下内存乱序访问：// test2.cpp#include #include // -------------------int...barrier，仅保证写操作有序的，wmb() 和 smp_wmb()读操作 barrier，仅保证读操作有序的，rmb() 和 smp_rmb()注意，所有的 CPU Memory barrier（...最后需要注意一点的是，CPU Memory barrier 中某些类型的 Memory barrier 需要成对使用，否则会出错，详细来说就是：一个写操作 barrier 需要和读操作（或数据依赖）barrier...Linux 内核实现的无锁（只有一个读线程和一个写线程时）环形缓冲区 kfifo 就使用到了 Memory barrier，实现源码如下：/* * A simple kernel FIFO implementation

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一步一步实现读写锁

在某些读多写少的场景下，多个线程进行读数据时，如果都加互斥锁，这显然是不必须的。于是读写锁便应运而生。...读写锁的加锁规则： 1 如果没有加写锁时，那么多个线程可以同时加读锁；如果有加写锁时，不可以加读锁 2 不管是加了读锁还是写锁，都不能继续加写锁。满足这两个条件，便可以初步实现一个读写锁。...我们用两个锁，一个变量，实现一个简单的读写锁，代码如下 class rwlock { public: rwlock(): read_cnt(0) { pthread_mutex_init...这种实现方法简单明了，但是存在一个问题。当读写锁被读者占有时，这时来了写者需要等待读锁释放，如果又来了读锁却可以加锁成功。这样就可能导致，写锁很难获取，读锁一直无法释放。...很明显，写锁的优先级应该高于读锁。那么如何实现这样的读写锁呢？那么在读写锁的数据结构中，应该需要两个变量，来表示在等待的读者和写者的数量。

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【Linux】线程同步

下面我们使用代码实现这个模型，代码链接：基于 BlockingQueue 的生产者消费者模型....（3）代码实现代码实现的链接：基于环形队列的生产消费模型....接下来我们简单写一个线程池，示例：创建固定数量线程池，循环从任务队列中获取任务对象；获取到任务对象后，执行任务对象中的任务接口。代码链接：线程池....五、其他常见的锁悲观锁：在每次取数据时，总是担心数据会被其他线程修改，所以会在取数据前先加锁（读锁，写锁，行锁等），当其他线程想要访问数据时，被阻塞挂起。也就是互斥锁。...相比较改写，它们读的机会反而高的多。通常而言，在读的过程中，往往伴随着查找的操作，中间耗时很长。给这种代码段加锁，会极大地降低我们程序的效率。那么有没有一种方法，可以专门处理这种多读少写的情况呢？

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