https://code-agree.github.io/tags/lockfree/Recent content in LockFree on Yu's SpaceHugo -- gohugo.ioenFri, 07 Aug 2026 09:00:00 +0800https://code-agree.github.io/blog/2026-08-07-spsc_queue_mengrao/Fri, 07 Aug 2026 09:00:00 +0800https://code-agree.github.io/blog/2026-08-07-spsc_queue_mengrao/MengRao/SPSC_Queue 是国内低延迟圈知名开发者饶萌（tcpshm、fmtlog 的作者）开源的单生产者单消费者无锁队列，README 宣称 10–200B 消息的跨核通信延迟在 50–100ns。整个仓库只有 4 个头文件、每个不到 150 行，却把 SPSC 队列设计空间里几乎所有关键取舍都覆盖了：定长 vs 变长消息、IPC crash-safe vs 极致延迟。本文逐个拆解这四个实现，重点回答一个问题：同样是无锁环形队列，凭什么它能比教科书写法快一倍？拆完源码后，文章会再退一步补齐全景：支撑这一切的寻址/缓存一致性/内存序三层地基，以及走出 SPSC 之后 MPSC/MPMC 的核心机制与选型。 一、仓库总览：一个 2×2 设计矩阵 #四个头文件不是四个孤立实现，而是两个维度的组合： 定长消息（模板参数 T） 变长消息（带 MsgHeader） 原子发布，crash-safe，可用于共享内存 IPC SPSCQueue.h SPSCVarQueue.h（用于作者的 tcpshm 框架） 极致延迟优化，仅限线程间 SPSCQueueOPT.h SPSCVarQueueOPT.h 两行的本质区别只有一条：消费者靠什么发现新消息。 基础版：消费者轮询生产者发布的共享索引 write_idx——发现消息要读 两条缓存行（索引一条、数据一条）； OPT 版：把"有没有消息"这个标志内嵌进数据所在的缓存行——发现消息只要读 一条缓存行。 跨核通信的延迟基本上就是缓存行在两个核之间传输的次数 × 单次传输耗时（几十 ns）。OPT 版把次数从 2 降到 1，延迟近乎减半——这是整个仓库最核心的亮点。代价是发布操作从"单条原子 store"变成多步写入，进程中途崩溃会把队列留在不一致状态，所以 OPT 版不能用于共享内存 IPC。 在深入源码之前，先交代两件事：这类队列在设计空间里的位置（它是"队列"，不是"广播"），以及四个实现共享的三条"设计基因"。 延伸阅读：并发原语的硬件成本（MESI、原子指令、六种内存序）可以先看这篇打底：并发原语深度剖析：从 Mutex 到 Atomic 到 Lock-Free 数据结构 二、队列还是广播：一个先于所有代码的设计决策 #深入源码前值得先停一步。SPSC_Queue 的一切设计都建立在一个前提上：读者的消费进度（read_idx）放在共享结构里，写者看得见。这个决策先于所有实现细节，直接划定了这类队列的能力边界——它的对立面是把读进度私有化的"广播"模型：https://code-agree.github.io/blog/2026-04-17-iceoryx_ipc_benchmark/Fri, 17 Apr 2026 12:00:00 +0800https://code-agree.github.io/blog/2026-04-17-iceoryx_ipc_benchmark/本文从实测出发，完整覆盖三个层次的共享内存 IPC 方案：iceoryx（工业级零拷贝框架）、Aeron（全栈消息系统）、自研 SPSC Ring Buffer（极致低延迟）。通过同平台 benchmark 对比、源码级热路径分析、跨进程 atomic 原理拆解，回答一个核心问题：HFT 的进程间通信到底该怎么选？ 一、测试环境 # 项目 详情 机器 MacBook Pro (Mac16,8) CPU Apple M4 Pro, 14 核 (10 Performance @ 4.51GHz + 4 Efficiency @ 2.74GHz) 内存 24 GB 统一内存 OS macOS 26.3.1 (Darwin 25.3.0, arm64) 内核 xnu-12377.91.3 RELEASE_ARM64_T6041 编译器 Apple Clang 15.0.0 (clang-1500.3.9.4) C++ 标准 C++17 构建类型 Release (-O3 -DNDEBUG) Sanitizers 全部关闭 (ASAN/TSAN OFF) iceoryx 版本 v2.95.8 (commit 15dc8ed05) 二、iceoryx 性能实测 #2.