用Java创建原子RingBuffer

Question

我在考虑如何用Java和Android实现线程安全的RingBuffer (由于某种原因，即使这么多年之后，甚至连一个循环队列也没有。)因此，没有(循环/环)ByteBuffer，也没有(循环/环)(缓冲区/队列)。

即使是第三方的大多数RingBuffer实现也被认为不是线程安全的，这让我觉得它并不像我想的那样简单。我想的是做这样的事：

• 有一个对象(比如RingBufferPosition)，它封装了头部和尾部的位置。
• 让RingBuffer将AtomicReference维护到RingBufferPosition
• 当线程添加某项内容时，它将创建一个临时对象(不幸的是，我不了解足够的Java来确定这一点，而是“堆栈分配的”对象)，它将被一次又一次地循环起来，用新更新的头和尾更新它，直到它成功地实现CAS。
• 当线程删除某些内容时，它将执行类似于添加某些内容的操作。
• 所有内容都是在分配给最大长度的数组中访问的，因此头和尾可以在O(1)时间内访问/更新当前元素。

这是否有效，更好的是，它会比简单地同步对集合的访问带来任何好处吗？

可以找到一个小的代码示例/伪代码(还没有运行，我甚至不知道如何远程测试原子数据结构，我计划使用它来缓冲/流媒体，但我还没有做到这一点，因为我需要首先创建这个)。我有一些评论/文件，详细说明了我在那里的关切。

最后，为了解决一个可能的“为什么”的问题，如“为什么你需要这样的表现”，我将诚实地回答。我一直认为数据结构，特别是原子/无锁的数据结构非常有趣，我发现这是一个很好的学习练习，而且我一直想创建一个环形缓冲区。我本来可以“同步”所有的东西，但是我也很重视性能。

Answer 1

多个读取器/多个写入器环缓冲区是很棘手的。

您的方法不起作用，因为您无法原子地更新起始/结束位置和数组内容。考虑添加到缓冲区:如果首先更新结束位置，则在更新数组之前，缓冲区包含无效项。如果首先更新数组，那么就没有什么可以阻止同时添加的内容在同一个数组元素上执行。

处理这些问题的方法有很多，但是不同的方法有不同的权衡，如果您可以摆脱多个读者或多个编写者的需求，您就有了更好的选择。

如果我不得不猜测为什么我们在标准库中没有并发的环缓冲区，我会说这是因为没有一种最好的方法来实现它，这对大多数场景都是很好的。相反，用于ConcurrentLinkedQueue的数据结构简单而优雅，并且在需要并发链接列表时是一个明显的选择。