[发明专利]基于反转单链表的锁无关消息队列实现方法

摘要

基于反转单链表的锁无关消息队列实现方法，用于2线程服务器架构，包括a)基于反转单链表的锁无关消息队列的数据结构，b)基于所述数据结构实现的两个锁无关方法的操作函数：Push函数和Pop函数；2线程间通过所述锁无关消息队列，在所述锁无关方法下进行通讯。本发明在2个线程的服务器架构上，创新性的提出了基于反转单链表的锁无关消息队列的方法，并且没用使用任何昂贵的原子指令，将计算量降低到最低，使得执行效率非常高，通过实验，本发明提出的基于反转单链表的锁无关消息队列在2个线程的服务器架构下，执行速度是传统的基于锁的消息队列的数倍。

主权项

基于反转单链表的锁无关消息队列实现方法，用于2线程服务器架构，其特征包括：a)基于反转单链表的锁无关消息队列的数据结构，b)基于所述数据结构实现的两个锁无关方法的操作函数：Push函数和Pop函数；2线程间通过所述锁无关消息队列，在所述锁无关方法下进行通讯，其中：1）、反转单链表的数据结构为：struct LisElement{             struct LisElement*prev；   }；反转单链表中，每个链表元素只有一个指向其前一项链表元素的指针prev；2）基于所述反转单链表的锁无关消息队列的数据结构为：2a)设有一个指向反转单链表的链表头的head指针；2b)设有一个指向反转单链表的链表尾的tail指针；2c)设有一个指向上次Pop出去元素项的last指针；3）基于所述锁无关消息队列的Push函数，包括以下几个要素：3a)head指针只在最开始时为NULL，此时tail指针也为NULL，这种情况下，在Push第一个消息Push结束前，Pop函数总是返回NULL；3b)在Push第一个消息时，对tail的赋值要在Push函数返回之前最后一个执行，使得Pop函数在Push函数结束前，总是返回NULL；3c)每个新来的消息，都分配一个struct ListElement数据结构，即反转单链表的数据结构，并将其赋值；3d)对于每一个消息项，Push函数在将其链入消息队列之前对其执行写操作，当其在消息队列里以后，Push函数不对其进行任何修改；3e)只有Push函数永远不会被访问的元素项，才能由Pop释放内存；3f)刚刚Pop出去的元素项不会被立即释放，而是存在last指针里，只有再次Pop出其他元素项时，last指针当前指向的元素项才会被释放；4）基于所述锁无关消息队列的Pop函数，分为以下情况：4a)如果tail==NULL&&last==NULL，那么消息队列处于未初始化状态，Pop返回NULL；4b)如果tail==NULL&&last!=NULL，那么tail=last→prev，如果这时候tail还为NULL，说明消息队列为空，Pop返回NULL；4c)如果tail!=NULL，那么tail指向的是一个正确的消息项，需要更新last指针， 如果last指针之前不为NULL，则将其内存释放，让last指向最新释放的消息项，并将tail值更新为tail=tail→prev；在2线程的服务器架构下，其中一个线程A为收发网络消息数据包的通讯线程，另一个线程B为处理服务器内部逻辑的主线程，这2个线程间通过所述锁无关消息队列和操作函数进行通讯：a)定义一个基于反转单链表的锁无关消息队列：MsgQueue；b)线程A从网络收到消息数据包Packet，执行MsgQueue.Push(Packet)，即将收到的消息数据包通过Push函数添加进锁无关消息队列里；c)线程B每次要处理服务器内部逻辑之前，都尝试通过pop函数从锁无关消息队列MsgQueue中读取新的消息：Packet=MsgQueue.Pop()。