[发明专利]一种基于共享内存的消息传递方法

权利要求书

1.一种基于共享内存的消息传递方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，在共享内存中创建并初始化消息缓冲区——消息槽数组，消息槽数组每个元素 包含一个消息槽及该消息槽对应的状态，每个消息槽处于以下三种状态之一：“有消息”， “无消息”、“使用中”；初始化时所有的消息槽都设置成“无消息”状态，当消息槽被生 产者获取后，生产者将消息槽改为“使用中”状态；当生产者将已生产的消息放入消息 槽后，它将消息槽状态由“使用中”修改为“有消息”；当处于“有消息”状态的消息槽 被消费者获得后，消息槽的状态被更新为“使用中”；当消费者获得了完整消息之后，它 将消息槽的状态由“使用中”更新为“无消息”；同时，在共享内存中分配两个变量head 和tail，并令head＝tail＝0，这两个变量只能按照递增的方式进行改变，它们的取值被称为 版本号；同时，head/tail也是消息槽数组的索引，head指向的编号为head％C的消息槽， tail指向编号为tail％C的消息槽，其中％为求余数运算；C为消息槽数组的容量，C的大 小由生产者或消费者数量、生产者或消费者生产或消费消息的频度、系统对“消息槽满” 事件的容忍程度、系统可用内存综合决定；

第二步，第x个生产者P_x采用以下方法访问消息槽数组，以插入其生产出的消息，x为 小于生产者个数M的自然数：

2.1创建生产者P_x的私有变量cached_tail_x；

2.2将当前的tail值缓存到P_x的私有变量cached_tail_x中；

2.3判断cached_tail_x是否与head+C相等，若相等则执行用户自定义的“消息缓冲区 满”处理流程，然后转步骤2.2，若不相等则转2.4；

2.4比较交换原子指令CAS(&tail，cached_tail_x，cached_tail_x+1)，若指令失败则转步骤 2.2，否则执行2.5；

2.5使用CAS(&stat，无消息，使用中)操作修改cached_tail_x指向的消息槽状态，尝试 将cached_tail_x指向的消息槽的状态设置成“使用中”状态，若操作失败转2.2，否 则执行2.6，其中stat为cached_tail_x指向的消息槽的状态变量；

2.6将消息写入cached_tail_x指向的消息槽；

2.7释放消息槽：将cached_tail_x指向的消息槽的状态由“使用中”更新为“有消息”， 释放本生产者的私有变量cached_tail_x；

第三步，消费者C_X采用以下方法访问消息槽数组，以获取消息：

3.1创建消费者C_x的私有变量cached_head_x；

3.2将当前的head值缓存到cached_head_x中；

3.3判断cached_head_x是否与tail相等，若相等则执行用户自定义的“消息缓冲区空” 处理流程，转步骤3.2，若不相等则转3.4；

3.4执行CAS(&head，cached_head_x，cached_head_x+1)指令，若指令失败则转步骤3.2， 否则执行3.5；

3.5使用CAS(&statx，有消息，使用中)操作修改cached_head_x指向的消息槽状态，尝 试将cached_head_x指向的消息槽的状态设置成“使用中”状态；若操作失败转3.2， 否则执行3.6，其中statx为cached_head_x指向的消息槽的状态变量；

3.6读取cached_head_x指向的消息槽中的消息；

3.7释放消息槽：将cached_head_x指向的消息槽状态由“使用中”更新为“无消息”， 释放本消费者的私有变量cached_head_x。

2.如权利要求1所述的基于共享内存的消息传递方法，其特征在于所述消息槽数组 从0开始编号。