固定尺寸内存块的缓冲队列类及C++实现源代码
内容导读
互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了固定尺寸内存块的缓冲队列类及C++实现源代码，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含5115字，纯文字阅读大概需要8分钟。
内容图文
--------------------------------------------------------------------------------
标题: 固定尺寸内存块的缓冲队列类及实现源代码
作者: 叶飞虎
日期: 2014.10.21
--------------------------------------------------------------------------------
在一般的线性操作应用中(如: 接收缓冲区), 可能须要频繁分配和释放内存块, 频繁操
作会给系统带来非常大开销, 怎样降低系统开销? 通过拉大分配和释放之间间距来降低操作的
频度, 从而达到降低系统开销。
拉大分配和释放之间间距的方法有非常多, 能够通过大内存块自己管理, 也能够通过内存
块缓冲队列。
本文着重讲内存块缓冲队列, 涉及队列就会考虑到无锁进出队列, 即进队列和
出队列在二个线程中能够同一时候操作。
无锁队列的实现方法有非常多, 有数组方式的环形无锁队
列, 也有链接方式的无锁队列。
数组方式在队列容量确定时比較适合, 而链接方式更适合于
队列容量可变情况, 适用性更好。
数组方式无锁队列见我的博文 <
在一读一写限制下，无锁环形队列怎样实现？
>
链接方式无锁队列见我的博文 <
一读一写情况下。无锁队列怎样实现？
>
本文讲的缓冲队列为链接方式, 链接方式一般通过预分配一个结点作为接力点来实现无
锁队列, 长处是实现简单, 缺点是浪费一个结点的内存, 当结点内存块尺寸较大时浪费就大
了。怎样不浪费一个结点内存的链接方式无锁队列? 当队列中仅仅有一个结点时, 本缓冲队列
中使用了原子锁进行操作, 这是一种平衡策略, 若读者有更好方法最好还是告之中的一个下!
固定尺寸内存块的缓冲队列类(TKYCache)源代码例如以下:
// =======================================
// Unit : 固定尺寸的内存块缓冲
// Version: 3.0.0.0 (build 2014.10.21)
// Author : Kyee Ye
// Email : kyee_ye(at)126.com
// Copyright (C) Kyee workroom
// =======================================
#ifndef _KYCache_H_
#define _KYCache_H_
#include "KYObject.h"
// KYLib 2.0 開始使用 KYLib 命名空间
namespace KYLib
{
// ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
/* TKYCache - 固定尺寸的内存块缓冲类 */
// 注:
// 1. 为了多线程存取安全, New 和 Delete 分属二个线程时能够同一时候操作而不须要加锁,
// 但多线程 New 时必须用锁控制, 多线程 Delete 时必须用锁控制!
// 2. 此缓冲类一般应用于线性操作的类中, 以降低频繁分配和释放内存的缓冲使用.
class TKYCache
{
private:
// 内存块的链接
typedef struct
{
void* Self; // 内存块所属对象
void* Next; // 下一块
} TLink, *PLink;
public:
// 构造函数
// 1. ABlockSize 内存块的固定尺寸, 取值范围: [0x40..0x40000000]
// 2. AMaxCount 内存块缓冲的最大个数
TKYCache(long ABlockSize = 1024, long AMaxCount = 256);
virtual ~TKYCache();
// 属性
long Count() const { return FPushCount - FPopCount; }
long MaxCount() const { return FMaxCount; } // default: AMaxCount
long BlockSize() const { return FBlockSize; } // default: ABlockSize
// 设置内存块缓冲的最大个数
void SetMaxCount(long AMaxCount)
{ FMaxCount = (AMaxCount >= 0) ? AMaxCount : 0; }
// 分配固定尺寸的内存块
void* New()
{
TLink* pItem = DoNew();
return (pItem != NULL) ? (char*)pItem + sizeof(TLink) : NULL;
}
// 释放固定尺寸的内存块
void Delete(void* ABlock)
{
if (ABlock != NULL)
{
TLink* pItem = (TLink*)((char*)ABlock - sizeof(TLink));
if (pItem->Self == this)
DoDelete(pItem);
}
}
private:
// 运行分配/释放带链接的内存块
TLink* DoNew();
void DoDelete(TLink* ALink);
// 运行清除缓冲队列
void DoClear(TLink* AHead);
private:
TLink* FHead; // 缓冲的头链接
TLink* FTail; // 缓冲的尾链接
long FFlag; // 缓冲队列标志
long FMaxCount; // 缓冲最大个数
long FBlockSize; // 内存块的尺寸
Longword FPushCount; // 压入缓冲计数
Longword FPopCount; // 弹出缓冲计数
};
}
#endif
// =======================================
// Unit : 固定尺寸的内存块缓冲
// Version: 3.0.0.0 (build 2014.10.21)
// Author : Kyee Ye
// Email : kyee_ye(at)126.com
// Copyright (C) Kyee workroom
// =======================================
#include <malloc.h>
#include "KYCache.h"
// KYLib 2.0 開始使用 KYLib 命名空间
namespace KYLib
{
// ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
/* TKYCache - 固定尺寸的内存块缓冲类 */
// ---------------- 构造函数和析构函数 ----------------
// 构造函数
TKYCache::TKYCache(long ABlockSize, long AMaxCount)
{
// 初始化
FHead = NULL;
FTail = NULL;
FFlag = 0;
FPushCount = 0;
FPopCount = 0;
// 设置缓冲最大个数
FMaxCount = (AMaxCount >= 0) ? AMaxCount : 0;
// 设置内存块的尺寸
if (ABlockSize <= 0x40)
FBlockSize = 0x40;
else if (ABlockSize <= 0x40000000)
FBlockSize = ABlockSize;
else
FBlockSize = 0x40000000;
}
// 析构函数
TKYCache::~TKYCache()
{
// 运行清除缓冲队列
if (FPopCount != FPushCount)
{
FPopCount = FPushCount;
DoClear(FHead);
}
}
// ---------------- 私有函数 ----------------
// 运行分配带链接的内存块
TKYCache::TLink* TKYCache::DoNew()
{
// 初始化
TLink* result = NULL;
// 推断缓冲队列是否为空
if (FPopCount == FPushCount)
result = (TLink*)malloc(sizeof(TLink) + FBlockSize);
else if (FPushCount - FPopCount != 1)
{
// 取第一项, 而且计数加 1
result = FHead;
FHead = (TLink*)result->Next;
FPopCount++;
}
else
{
// 取第一项
result = FHead;
// 推断是否须要等待, 防止 DoDelete 冲突
if (InterlockedIncrement(&FFlag) == 1)
{
FPopCount++;
if (FPopCount == FPushCount)
{
FHead = NULL;
FTail = NULL;
}
InterlockedDecrement(&FFlag);
}
else
{
FPopCount++;
InterlockedDecrement(&FFlag);
// 循环等待 FPushCount 变化
while (FPopCount == FPushCount)
Sleep(1);
}
// 改动缓冲的头链接
if (result->Next != NULL)
FHead = (TLink*)result->Next;
}
// 初始化链接项
if (result != NULL)
{
result->Self = this;
result->Next = NULL;
}
// 返回结果
return result;
}
// 运行释放带链接的内存块
void TKYCache::DoDelete(TLink* ALink)
{
// 推断是否已满
if (FPushCount - FPopCount >= (Longword)FMaxCount)
free(ALink);
else
{
// 置空
ALink->Next = NULL;
// 引用计数加 1, 若不等于 1 则等待 DoNew 变成 1
if (InterlockedIncrement(&FFlag) != 1)
while (FFlag != 1)
Sleep(0);
// 推断是否为第一项
if (FTail == NULL)
{
FTail = ALink;
FHead = ALink;
}
else
{
FTail->Next = ALink;
FTail = ALink;
}
// 计数加 1, 且引用计数减 1(注: 顺序不能改, 否则可能会导致DoNew死循环)
FPushCount++;
InterlockedDecrement(&FFlag);
}
}
// 运行清除缓冲队列
void TKYCache::DoClear(TLink* AHead)
{
// 初始化
void* pCurr;
// 循环释放
while (AHead != NULL)
{
pCurr = AHead;
AHead = (TLink*)AHead->Next;
// 释放
free(pCurr);
}
}
}
--------------------------------------------------------------------------------
内容总结
以上是互联网集市为您收集整理的固定尺寸内存块的缓冲队列类及C++实现源代码全部内容，希望文章能够帮你解决固定尺寸内存块的缓冲队列类及C++实现源代码所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。
内容备注
版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点与技术仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 gblab@vip.qq.com 举报，一经查实，本站将立刻删除。
内容手机端
扫描二维码推送至手机访问。