Linux环形缓冲区原理

它是一个多生产者，单个或多个消费者组成的循环缓冲区。

单生产者单使用者循环缓冲区可以很容易地制成而没有锁。生产者写入缓冲区，然后原子地增加头指针。使用者读取缓冲区，然后以原子方式递增尾指针。

多个生产者在没有锁定的情况下变得棘手，因为它们需要相互协调，以至于不能覆盖缓冲区的同一部分。不过，这仍然可以通过原子递增头指针来完成。诀窍是，增量必须在写入缓冲区之前而不是之后进行。因此，缓冲区中需要有一个标记，以指示它已准备好被读取。生产者使用原子增量分配缓冲区，在需要时将其写入数据，然后将其标记为可以读取。消费者同时查看头部指针和标记以告知可以读取多少数据。

可以通过简单地为每个消费者维护一个尾指针来实现多个消费者。但是，为了真正实现无锁，生产者不能被缓慢的消费者所阻挡。取而代之的是，生产者只是简单地按照他们想要的速度写作，而消费者则尽其所能跟上。如果使用计数器而不是指针或索引，则消费者可以检测到它何时落在后面。不是围绕增量循环，而是围绕对循环缓冲区的访问。这样，可以判断何时计数器落后于头部计数器后面的缓冲区大小。可以使用64位计数器而不必担心翻转从头开始，也可以为计数器使用较小的数据类型，然后将缓冲区的大小设置为2的幂，以便整数翻转不会导致不连续性。

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