マルチプロセスで使用可能なロックフリーキュー
タイトルの通り、マルチプロセスで使用可能なロックフリーのFIFOキューを実装したので、その簡単な紹介。
作成物
- ロックフリーなFIFOキュー
- 再入可能 かつ SIGKILLに対して安全*1
- C++
- 共有メモリ(mmap)を使用
- マルチプロセス(and マルチスレッド)間の通信に使用可能
- gcc(ver4.1以上)*2 かつ POSIX準拠環境*3でのみ使用可能
単機能な割に、内部では「まず(割合)汎用的な可変長ブロックメモリアロケータを作って、その上に固定長ブロックアロケータ、さらにその上にFIFOキューを実装」と地味に凝ったことをしている。
使用例
fork()と併用した例。
/** * 親子プロセスで共有するFIFOキューを作成し、子から親へメッセージを送信するサンプルプログラム * * ファイル名: msgque-sample.cc * コンパイル: g++ -o msgque-sample msgque-sample.cc */ #include <imque/queue.hh> // インクルードパスを通しておく #include <unistd.h> // fork, getpid #include <sys/types.h> #include <stdio.h> // sprintf #include <string.h> // strlen #include <iostream> #include <string> #define CHILD_COUNT 10 // 子プロセスの数 #define QUEUE_ENTRY_COUNT 32 // キューの最大要素数 #define SHM_SIZE 4096 // キューが使用可能な共有メモリのバイト数 int main(int argc, char** argv) { // 要素数と共有メモリサイズを指定してキューを作成 imque::Queue que(QUEUE_ENTRY_COUNT, SHM_SIZE); if(! que) { return 1; } for(int i=0; i < CHILD_COUNT; i++) { if(fork() == 0) { // 子プロセスの処理 char buf[1024]; sprintf(buf, "Hello: %d", getpid()); // enqueue que.enq(buf, strlen(buf)); return 0; } } // 親プロセスの処理 for(int i=0; i < CHILD_COUNT; i++) { std::string buf; // dequeue while(que.deq(buf) == false); // キューが空の間はビジーループ std::cout << "[receive] " << buf << std::endl; } return 0; }
実行結果:
$ ./msgque-sample [receive] Hello: 12736 [receive] Hello: 12737 [receive] Hello: 12738 [receive] Hello: 12740 [receive] Hello: 12739 [receive] Hello: 12742 [receive] Hello: 12744 [receive] Hello: 12743 [receive] Hello: 12745 [receive] Hello: 12741
気が向けば、内部で使用しているメモリアロケータのコードなども載せていくかもしれない。
