[发明专利]一种多核架构下流量限速无锁并发实现的方法

权利要求书

1.一种多核架构下流量限速无锁并发实现的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将令牌桶设计成循环免锁队列，队列长度为N；

步骤2：每一个处理数据流的CPU核分配一个令牌桶，处理数据流的核数为M；

步骤3：一个单独CPU核轮询访问M个免锁队列，往队列添加令牌；

步骤4：以C0表示添加令牌的CPU核，C1、C2……CM表示消耗令牌处理流量数据的CPU核，C0周期轮询给各个队列添加令牌，每个周期C0首先计算各个队列消耗令牌比例，把这个周期要添加的令牌按比例添加到各个队列中；

步骤5：处理数据流的CPU核，通过计算数据报大小获取自己队列的令牌，如果令牌不够，根据策略选择缓存或丢弃数据报文。

2.根据权利要求1所述的一种多核架构下流量限速无锁并发实现的方法，其特征在于：所述步骤1中令牌桶设计成循环免锁队列的方法如下：

初始化队列头H＝0，队列尾T＝0；消费令牌的CPU在获取令牌时检查(H-T+N+1)％(N+1)值，该值表示桶内令牌个数，消费的令牌K不能超过(H-T+N+1)％(N+1)，消费令牌后T＝(T+K)％(N+1)，分发令牌的CPU在分发令牌时检查(T-H+N)％(N+1)，该值表示可以添加的令牌个数，添加的令牌K不能超过(T-H+N)％(N+1)，添加令牌后H＝(H+K)％(N+1)，以上算法能够保证，消费令牌时必须令牌桶有令牌才能消费，添加令牌时，令牌桶有空的位置，才能添加令牌，这就保证了两个CPU核能同时访问同一个令牌桶。

3.根据权利要求2所述的一种多核架构下流量限速无锁并发实现的方法，其特征在于：任何时刻，T指向的位置为空，所有长度为N的队列需要N+1个位置。

4.根据权利要求1所述的一种多核架构下流量限速无锁并发实现的方法，其特征在于：所述步骤4中添加令牌个数的计算方法如下：

设一个令牌对应一个字节，处理添加令牌的C0执行频率为R，被限制的流量带宽为G字节每秒，求出每个周期添加令牌为K＝G/R；队列长度N，N为令牌缓存个数，一般设为N＝G；C1、C2……CM处理数据流量时，直接从对应的队列取令牌，根据取得令牌多少发送数据；C0每过1/R秒就启动添加令牌，这个时间可以取tick值，如果要求精度高，可以取CPU执行频率数据；C0获取上周期到本周期各个队列消耗令牌比例，按照这个比例给各个队列添加令牌，添加总数为K。