[发明专利]一种队列数据控制方法、系统及队列数据结构

权利要求书

1.一种队列数据控制方法，其特征在于：

建立有若干循环队列，每一个循环队列包括有指向所述循环队列的操作地址的队头指针以及队尾指针；

设置插入失败计数器，所述插入失败计数器为长度与所述循环队列的长度相同的数组，所述插入失败计数器用于记录所述循环队列的任意地址中插入元素失败事件；

设置取出失败计数器，所述取出失败计数器为长度与所述循环队列的长度相同的数组，所述取出失败计数器用于记录所述循环队列的任意地址中取出元素失败事件；

设置基于互斥锁原理的插入失败计数器操作锁和取出失败计数器操作锁；

其中，所述循环队列包括第一地址，所述第一地址与插入失败计数器中的第一映射地址存在映射关系，所述第一地址与所述取出失败计数器中的第二映射地址存在映射关系；

当对所述循环队列进行入队操作时，生产者线程发起第一数据存储请求，获取队尾指针，检查所述第二映射地址中是否有取出元素失败事件记录，若存在记录，则锁定所述取出失败计数器操作锁，删除所述取出元素失败事件的记录后释放所述取出失败计数器操作锁，并重新获取队尾指针；

当所述第二映射地址中元素的值等于初始值时，检查所述循环队列的第一地址中的元素是否为空；

响应于所述循环队列的第一地址中的元素为空，通过CAS操作增加所述队尾指针的值，并通过CAS操作将所述第一数据存储请求中的元素插入至所述循环队列的第一地址，当插入失败时，锁定所述插入失败计数器操作锁，改写所述第一映射地址中元素的初始值并释放所述插入失败计数器操作锁，重新获取队尾指针；

当对所述循环队列进行出队操作时，消费者线程发起第一数据取出请求，获取队头指针，检查所述第一映射地址中是否有插入元素失败事件记录，若存在记录，则锁定所述插入失败计数器操作锁，删除所述插入元素失败事件的记录后释放所述插入失败计数器操作锁，并重新获取队头指针；

当所述第一映射地址中元素的值等于初始值时，检查所述循环队列的第一地址中的元素是否为空；

响应于所述循环队列的第一地址中的元素为非空，通过CAS操作增加所述队头指针的值，并通过CAS操作将所述第一地址中的元素取出，取出失败时，锁定取出失败计数器操作锁，改写第二映射地址中的元素的初始值并释放取出失败计数器操作锁，重新获取队头指针。

2.根据权利要求1所述的队列数据控制方法，其特征在于：通过所述插入失败计数器记录所述循环队列的任意地址中插入元素失败事件，所述循环队列的地址与所述插入失败计数器的地址存在映射关系，所述第一映射地址中的元素设置有初始值，当所述第一地址插入元素失败时，所述第一映射地址中元素的值被改写；

通过所述取出失败计数器记录所述循环队列的任意地址中取出元素失败事件，所述循环队列的地址与所述取出失败计数器的地址存在映射关系，所述第二映射地址中的元素设置有初始值，当所述第一地址取出元素失败时，所述第二映射地址中元素的值被改写。

3.根据权利要求2所述的队列数据控制方法，其特征在于，当对所述循环队列进行入队操作时，所述方法包括如下步骤：

当通过CAS操作增加所述队尾指针的值失败时，重新获取所述队尾指针；

响应于所述循环队列的第一地址中的元素为非空，检查入队操作是否阻塞，当所述入队操作阻塞时，重新获取所述队尾指针；

当所述入队操作非阻塞时，重新检查所述循环队列的第一地址中的元素是否为空，响应于所述循环队列的第一地址中的元素为空，通过CAS操作增加所述队尾指针的值，并通过CAS操作将所述第一数据存储请求中的元素插入至所述循环队列的第一地址。

4.根据权利要求3所述的队列数据控制方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

检查所述第二映射地址中元素的值，当所述第二映射地址中元素的值不等于初始值时，锁定所述取出失败计数器操作锁并再次确认所述第二映射地址中元素的值，当确认所述第二映射地址中元素的值不等于初始值时，通过CAS操作增加所述队尾指针的值；

当CAS操作增加所述队尾指针的值成功时，将所述第二映射地址中元素的值改写为初始值，并释放所述取出失败计数器操作锁，重新获取队尾指针；

当CAS操作增加所述队尾指针的值失败时，释放所述取出失败计数器操作锁并重新获取所述队尾指针。