共享内存IPC同步（无锁）

Question

请考虑以下情形：

需求：

• Intel x64服​​务器（多个CPU插槽=> NUMA）
• Ubuntu 12，GCC 4.6
• 两个进程通过（命名的）共享内存共享大量数据
• 经典的生产者-消费者方案
• 内存被安排在一个循环缓冲区中（有M个元素）

程序顺序（伪代码）：

过程A（生产者）：

int bufferPos = 0;
while( true )
{
    if( isBufferEmpty( bufferPos ) )
    {
        writeData( bufferPos );
        setBufferFull( bufferPos );

        bufferPos = ( bufferPos + 1 ) % M;
    }
}

流程B（消费者）：

int bufferPos = 0;
while( true )
{
    if( isBufferFull( bufferPos ) )
    {
        readData( bufferPos );
        setBufferEmpty( bufferPos );

        bufferPos = ( bufferPos + 1 ) % M;
    }
}

现在有一个古老的问题：如何有效地同步它们！？

1. 使用互斥保护每个读/写访问权限
2. 引入“宽限期”，以允许完成写入：当缓冲区（N + 3）被标记为已满（危险，但似乎可以正常工作...）时，读取缓冲区N中的数据。
3. ？！？

理想情况下，我想要某种类似于内存屏障的东西，它可以保证所有CPU上都可以通过以下方式看到所有先前的读/写操作：

writeData( i );
MemoryBarrier();

//All data written and visible, set flag
setBufferFull( i );

这样，我只需要监视缓冲区标志，然后就可以安全地读取大数据块。

通常，我正在按照Preshing在这里描述的获取/释放范围寻找东西：

http://preshing.com/20130922/acquire-and-release-fences/

（（如果我正确理解，C ++ 11原子仅适用于单个进程的线程，而不适用于多个进程。）

然而，GCC自己的内存屏障（肯定与__sync_synchronize结合编译器屏障asm volatile（“” :::“ memory”）似乎没有按预期的方式工作，因为在屏障之后可以看到写入，当我希望它们完成时。

任何帮助将不胜感激...

BTW：在Windows下，使用易失性变量（Microsoft特定的行为）可以正常工作...

Answer 1

Boost Interprocess支持共享内存。

Answer 2

boost.lockfree数据结构对Boost.Interprocess具有基本支持。唯一的问题是无锁原子的阻塞仿真，在当前实现中不能保证该无进程间安全。所以boost.lockfree仍然不是进程间安全的，对吧？