C++ 中的范围锁答案

【问题标题】：Range Locks in C++C++ 中的范围锁
【发布时间】：2018-04-19 21:54:50
【问题描述】：

我想在 C++ 中锁定一个内存区域。

我有一个循环的内存缓冲区。生产者线程写入缓冲区，消费者线程从缓冲区读取。这两个进程只有在访问内存的重叠区域时才需要同步。

在 c++ 标准库（或任何与此相关的库）中是否有一个类可以用来在内存区域上构建锁？

如果没有，这里有什么好的方法？

【问题讨论】：

这个内存区域的锁与通用锁又名互斥锁有何不同？
正确 - 因为它具有范围语义。基本上，我想在一个线程中使用 lock(10, 50) 并在另一个线程中锁定 (40, 90) - 第二个应该是阻塞的，因为 40 在 (10, 50) 内。
我怀疑任何库都会有它，很可能你必须自己实现一个，可能使用std::mutex和std::condition_variable
这就是我的想法，但我想我会检查一下。
你可以试试 std::atomic。

【解决方案1】：

如果性能是一个问题，我不会考虑 std::mutex / std::condition_variable。这是我能想到的最好的：

有 2 个成员的单身人士。

std::atomic<__uint128_t> write_range, read_range;

然后将它们用于写入范围 1000 到 1999 和读取范围 500 到 1499，如下所示：

singleton::instance()->write_range = (__uint128_t) 1999 << 64 | 1000;
singleton::instance()->read_range = (__uint128_t) 1499 << 64 | 500;

这应该是无锁设置/比较的最有效方式。检测冲突：

bool clash(std::atomic<__uint128_t> const& w, std::atomic<__uint128_t> const& r) {
  return w >> 64 > r >> 64 && ((size_t)w <= (size_t)(r >> 64)) ;
}

【讨论】：