推荐开源项目：`riften::Deque` - 高性能无锁工作窃取双端队列

推荐开源项目：riften::Deque - 高性能无锁工作窃取双端队列

项目地址:https://gitcode.com/gh_mirrors/co/ConcurrentDeque

在并行和并发编程中，高效的线程间数据交互至关重要。riften::Deque 是一个基于最新研究成果的无锁、单生产者多消费者的工作窃取双端队列（deque），其设计灵感来源于“Dynamic Circular Work-Stealing Deque”和“Correct and Efficient Work-Stealing for Weak Memory Models”两篇论文，并对原实现进行了优化。

项目介绍

riften::Deque 提供了一个轻量级且高性能的容器，允许在一个线程上以栈的方式插入和删除元素，而在其他任意线程上执行工作窃取操作。这个库是单一头文件的，适用于大多数现代C++环境，无需额外的内存管理开销。

项目技术分析

该队列采用了一种先进的无锁数据结构，确保在高并发环境下仍能保持高效和线程安全。其核心特性包括：

• 锁免费：避免了传统的互斥锁带来的同步开销，提高并发性能。
• 单生产者多消费者：允许一个线程（生产者）在队列一端添加元素，而多个线程（消费者）可以从另一端窃取并处理任务。
• Chase-Lev 工作窃取算法：通过优化的任务调度策略，提高了资源利用率，减少了饥饿现象。

应用场景

riften::Deque 可广泛应用于以下领域：

1. 并行计算：作为任务队列的基础，支持高效的任务调度和分配，如在OpenMP或CUDA并行框架中的应用。
2. 并发服务器：用于处理来自不同客户端的请求，允许多个线程并行处理。
3. 实时系统：在需要低延迟和高吞吐量的数据处理环境中，如游戏引擎或流媒体服务。

项目特点

• 宽松的类型要求：仅需元素默认可初始化、可销毁且具有nothrow移动构造函数/赋值运算符即可。
• 零内存回收开销：不增加额外的内存管理负担，保持高效运行。
• 易于集成：支持CMake安装，可以轻松地将库导入到你的项目中，同时提供了CPM.cmake的支持进行快速添加。
• 完善的测试：包含了详尽的单元测试，确保了代码的质量与正确性。

使用示例

在C++环境中，你可以像下面这样轻松使用 riften::Deque：

#include <thread>
#include "riften/deque.hpp"

// 创建一个整数工作窃取队列
riften::Deque<int> deque;

// 生产者线程向队列尾部压入元素
std::thread owner([&]() {
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        deque.emplace(i);
    }
    // 清空队列
    while (!deque.empty()) {
        auto item = deque.pop(); // 消费元素
    }
});

// 盗贼线程从队列头部窃取并消费元素
std::thread thief([&]() {
    while (!deque.empty()) {
        auto item = deque.steal(); 
    }
});

owner.join();
thief.join();

总的来说，riften::Deque 是一个强大且灵活的工具，为并发编程提供了一种高效、可靠的解决方案。无论你是构建高度并行的系统还是优化现有的并发代码，都将从中受益良多。现在就将它加入你的工具箱，提升你的并发编程体验吧！

ConcurrentDeque Fast, generalized, implementation of the Chase-Lev lock-free work-stealing deque for C++17 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/co/ConcurrentDeque