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bl/common/utils/lockfree-1.1.3/producer.go

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/*
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*
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*
*/
package lockfree
import (
"fmt"
"runtime"
"sync/atomic"
"time"
)
// Producer 生产者
// 核心方法是Write通过调用Write方法可以将对象写入到队列中
type Producer[T any] struct {
seqer *sequencer
rbuf *ringBuffer[T]
blocks blockStrategy
capacity uint64
status int32
}
func newProducer[T any](seqer *sequencer, rbuf *ringBuffer[T], blocks blockStrategy) *Producer[T] {
return &Producer[T]{
seqer: seqer,
rbuf: rbuf,
blocks: blocks,
capacity: rbuf.cap(),
status: READY,
}
}
func (q *Producer[T]) start() error {
if atomic.CompareAndSwapInt32(&q.status, READY, RUNNING) {
return nil
}
return fmt.Errorf(StartErrorFormat, "Producer")
}
// Write 对象写入核心逻辑
// 首先会从序号产生器中获取一个序号该序号由atomic自增不会重复
// 然后通过&运算获取该序号应该放入的位置pos
// 通过循环的方式判断对应pos位置是否可以写入内容这个判断是通过available数组判断的
// 如果无法写入则持续循环等待,直到可以写入为止,此处基于一种思想即写入的实时性,写入操作不需要等太久,因此此处是没有阻塞的,
// 仅仅通过调度让出的方式进行一部分cpu让渡防止持续占用cpu资源
// 获取到写入资格后将内容写入到ringbuffer同时更新available数组并且调用release以便于释放消费端的阻塞等待
func (q *Producer[T]) Write(v T) error {
if q.closed() {
return ClosedError
}
next := q.seqer.wc.increment()
for {
// 判断是否可以写入
r := atomic.LoadUint64(&q.seqer.rc) - 1
if next <= r+q.capacity {
// 可以写入数据,将数据写入到指定位置
q.rbuf.write(next-1, v)
// 释放,防止消费端阻塞
q.blocks.release()
return nil
}
runtime.Gosched()
// 再次判断是否已关闭
if q.closed() {
return ClosedError
}
}
}
// WriteWindow 写入窗口
// 描述当前可写入的状态,如果不能写入则返回零值,如果可以写入则返回写入窗口大小
// 由于执行时不加锁,所以该结果是不可靠的,仅用于在并发环境很高的情况下,进行丢弃行为
func (q *Producer[T]) WriteWindow() int {
next := q.seqer.wc.atomicLoad() + 1
r := atomic.LoadUint64(&q.seqer.rc)
if next < r+q.capacity {
return int(r + q.capacity - next)
}
return -int(next - (r + q.capacity))
}
// WriteTimeout 在写入的基础上设定一个时间如果时间到了仍然没有写入则会放弃本次写入返回写入的位置和false
// 使用方需要调用 WriteByCursor 来继续写入该位置,因为位置已经被占用,是必须要写的,不能跳跃性写入
// 在指定时间内写入成功会返回true
// 三个返回项写入位置、是否写入成功及是否有error
func (q *Producer[T]) WriteTimeout(v T, timeout time.Duration) (uint64, bool, error) {
if q.closed() {
return 0, false, ClosedError
}
next := q.seqer.wc.increment()
// 先尝试写数据 (failfast)
ok := q.writeByCursor(v, next)
if ok {
return next, true, nil
}
// 创建定时器
waiter := time.NewTimer(timeout)
defer waiter.Stop()
for {
select {
case <-waiter.C:
// 超时触发,执行到此处表示未写入,返回对应结果即可
return next, false, nil
default:
ok = q.writeByCursor(v, next)
if ok {
return next, true, nil
}
runtime.Gosched()
}
if q.closed() {
return 0, false, ClosedError
}
}
}
// WriteByCursor 根据游标写入内容wc是调用 WriteTimeout 方法返回false时对应的写入位置
// 该位置有严格的含义,不要随意填值,否则会造成整个队列异常
// 函数返回值是否写入成功和是否存在error若返回false表示写入失败可以继续调用重复写入
func (q *Producer[T]) WriteByCursor(v T, wc uint64) (bool, error) {
if q.closed() {
return false, ClosedError
}
return q.writeByCursor(v, wc), nil
}
func (q *Producer[T]) writeByCursor(v T, wc uint64) bool {
// 判断是否可以写入
r := atomic.LoadUint64(&q.seqer.rc) - 1
if wc <= r+q.capacity {
// 可以写入数据,将数据写入到指定位置
q.rbuf.write(wc-1, v)
// 释放,防止消费端阻塞
q.blocks.release()
// 返回写入成功标识
return true
}
return false
}
func (q *Producer[T]) close() error {
if atomic.CompareAndSwapInt32(&q.status, RUNNING, READY) {
return nil
}
return fmt.Errorf(CloseErrorFormat, "Producer")
}
func (q *Producer[T]) closed() bool {
return atomic.LoadInt32(&q.status) == READY
}