Bagaimanakah Boost Interprocess dan Boost Lockfree boleh digunakan untuk mencapai penyegerakan IPC tanpa kunci untuk memori dikongsi dalam senario pengeluar-pengguna?

Penyegerakan IPC Tanpa Kunci untuk Memori Dikongsi

Dalam sistem berbilang pemproses, memori dikongsi boleh digunakan untuk memudahkan pertukaran data antara proses. Walau bagaimanapun, menyegerakkan akses kepada memori yang dikongsi untuk mengelakkan konflik memerlukan pertimbangan yang teliti.

Menyegerakkan Interaksi Pengeluar-Pengguna

Pertimbangkan senario di mana berbilang proses berkomunikasi melalui memori dikongsi, beroperasi di bawah corak pengeluar-pengguna. Proses pengeluar menulis data ke penimbal bulat, manakala proses pengguna menggunakannya. Untuk memastikan ketekalan data, adalah penting untuk menyegerakkan akses kepada penimbal.

Cabaran

Pendekatan biasa untuk penyegerakan termasuk menggunakan mutex atau memperkenalkan "tempoh tangguh" untuk membenarkan menulis untuk melengkapkan. Walau bagaimanapun, mutex boleh memperkenalkan overhed, manakala tempoh tangguh mungkin tidak boleh dipercayai. Sebaik-baiknya, penyelesaian dicari yang menjamin keterlihatan tulisan merentas semua CPU.

Penyelesaian: Perolehi/Lepaskan Pagar

Peroleh/lepaskan pagar menyediakan jaminan pesanan memori untuk berbilang benang persekitaran. Mereka memastikan bahawa bacaan/tulisan dilakukan sebelum pagar perolehan kelihatan kepada semua benang selepas pagar pelepasan. Konsep ini boleh diperluaskan kepada berbilang pemprosesan menggunakan Boost Interprocess dan Boost Lockfree.

Boost Interprocess and Boost Lockfree

Boost Interprocess menawarkan sokongan untuk memori dikongsi, manakala Boost Lockfree menyediakan baris gilir Pengguna Tunggal Pengeluar Tunggal tanpa kunci. Gabungan ini membenarkan penyegerakan tanpa kunci pemindahan data antara berbilang proses.

Pelaksanaan

Untuk menunjukkan, kod mentakrifkan jenis kongsi (rentetan_kongsi, string_alloc, ring_buffer) menggunakan Tingkatkan Antara Proses dan Tingkatkan Tanpa Kunci. Proses pengguna memantau baris gilir untuk pekerjaan dan memprosesnya. Proses pengeluar menghasilkan mesej dan menolaknya ke baris gilir.

Penyegerakan

Segmen memori kongsi dan baris gilir dimulakan dalam segmen memori kongsi terurus menggunakan Boost Interprocess. Ini memastikan berbilang proses mengakses kawasan memori kongsi yang sama. Penyegerakan untuk fasa permulaan dinasihatkan dalam penggunaan sebenar.

Baris Gilir Tanpa Kunci

Baris gilir tanpa kunci memudahkan penyegerakan. Tulisan pada baris gilir dapat dilihat pada semua CPU tanpa memerlukan penyegerakan yang jelas. Ini secara berkesan menghapuskan mutex overhead.

Contoh

Kod yang disediakan menunjukkan cara mencipta proses pengeluar dan pengguna yang bertukar-tukar mesej melalui memori dikongsi menggunakan Boost Interprocess dan Boost Lockfree. Kod ini menggambarkan komunikasi tanpa kunci dan jaminan keterlihatan memori.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimanakah Boost Interprocess dan Boost Lockfree boleh digunakan untuk mencapai penyegerakan IPC tanpa kunci untuk memori dikongsi dalam senario pengeluar-pengguna?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!