[发明专利]一种基于单进单出无锁队列的随机取出对象的方法

权利要求书

1.一种基于单进单出无锁队列的随机取出对象的方法，其特征在于，该方法包括：

对size大小的对象池进行内存布局，包括：

对象池前面部分为对象指针数组p[size]，后面部分为对象实体数组obj[size]；

设置对象指针数组p[size]中的各个指针指向，包括：

设置对象指针数组p[size]中的各个指针，指向对象实体数组obj[size]中对应下标处的对象；

设置对象实体数组obj[size]中每个对象实体携带的隐式尾部pos指向，包括：

让对象实体数组obj[size]中每个对象实体携带一个隐式尾部pos，用于存储指向该对象的指针，在对象指针数组p[size]中的下标值，使得对象池刚建立时，形成对象指针与对象实体的相互映射关系；

将对象指针数组p[size]实现为无锁环形队列；

将对象指针数组p[size]划分为使用区间[HEAD,TAIL]和空闲区间；

消费者线程取出p[N]指向的对象N∈[HEAD,TAIL]，并且在使用完毕之后释放，包括：

执行释放操作前的使用区间状态；

交换p[N]与p[TAIL]的值；

交换p[N]此时指向的对象obj[M]与p[TAIL]此时指向的对象obj[T]对象的pos值，包括：

交换p[N]此时指向的对象obj[M]与p[TAIL]此时指向的对象obj[T]的pos值，最终形成p[N]与obj[T]，以及p[TAIL]与obj[M]的相互映射关系，将释放p[N]操作转换为释放p[TAIL]操作。

2.根据权利要求1所述的基于单进单出无锁队列的随机取出对象的方法，其特征在于，将对象指针数组p[size]划分为使用区间[HEAD,TAIL]和空闲区间，包括：

[HEAD,TAIL]为使用区间，指向生产者线程添加且未被消费者线程取出的对象，其余部分为空闲区间，指向空闲对象。

3.根据权利要求1所述的基于单进单出无锁队列的随机取出对象的方法，其特征在于，执行释放操作前的使用区间状态，包括：

将p[N]此时指向的对象记作obj[M]，将p[TAIL]此时指向的对象记作obj[T]，此时消费者线程此时只有p[N]的值，没有p[N]本身的地址，通过obj[M].pos即可获取N值。

4.根据权利要求1所述的基于单进单出无锁队列的随机取出对象的方法，其特征在于，交换p[N]与p[TAIL]的值，包括：

交换p[N]与p[TAIL]的值，使p[TAIL]指向期望释放的对象obj[M]，p[N]指向p[TAIL]原本指向的对象obj[T]。

5.根据权利要求1所述的基于单进单出无锁队列的随机取出对象的方法，其特征在于，所述对象实体数组obj[size]中每个对象实体与对象指针数组p[size]中的各个指针一一映射，并且对象指针数组p[size]的使用区间是连续的。