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;

轉載于:https://www.cnblogs.com/yutingliuyl/p/7353062.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的并发无锁队列学习（单生产者单消费者模型）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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