完整的无锁队列实现含多线程竞争规避策略

基于环形缓冲区（Ring Buffer）的 多生产者多消费者（MPMC）无锁队列​ 实现示例

包含通过原子操作、内存序和竞争隔离机制处理多线程竞争问题。

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代码实现与关键设计解析

#include <atomic>
#include <vector>
#include <memory>
#include <thread>
#include <iostream>// 节点结构：包含数据和状态标记（用于ABA问题缓解）
struct Node {std::atomic<int> status;  // 0:EMPTY, 1:FULLint data;Node* next;Node() : status(0), data(0), next(nullptr) {}
};// 无锁队列类
template <size_t Capacity>
class LockFreeQueue {
private:std::vector<Node> buffer;  // 环形缓冲区std::atomic<size_t> head;  // 读指针（消费者更新）std::atomic<size_t> tail;  // 写指针（生产者更新）std::atomic<size_t> version;  // 版本号（缓解ABA问题）public:LockFreeQueue() : buffer(Capacity), head(0), tail(0), version(0) {for (auto& node : buffer) {node.status.store(0, std::memory_order_relaxed);}}// 入队操作（生产者线程调用）bool enqueue(int value) {size_t current_tail, next_tail, current_version;Node* current_node;do {// 1. 获取当前尾指针和版本号current_tail = tail.load(std::memory_order_acquire);current_version = version.load(std::memory_order_relaxed);next_tail = (current_tail + 1) % Capacity;// 检查队列是否已满if ((next_tail == head.load(std::memory_order_acquire))) {return false;  // 队列满