关键字：阻塞队列、非阻塞队列、性能对比、Non-BlockingQueue、BlockingQueue、benchmark、Performance
原文作者：@玄冬Wong
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对阻塞和非阻塞队列进行测试：
1，用boost::lockfree::spsc_queue非阻塞队列；（注：spsc_queue是单个生产者单个消费者线程安全的队列，多个生产者多个消费者线程安全的boost::lockfree::queue理论上没有spsc_queue性能好，当然实际上也是这样。。）
2，使用boost::mutex、boost::condition_variable实现的阻塞队列；
先公布结果：
1，如果队列容量足够大，那么非阻塞队列完爆阻塞队列，速度领先至少一个数量级；
2，如果队列容量相对数据总量较小，那么阻塞队列完爆非阻塞队列，速度领先也是一个数量级以上；
现在的服务器动辄32G内存，至于哪种队列更适合服务器，你懂的：)
测试代码：
不同队列容量的测试结果：
读写线程分别执行一千万次的写入和读取操作
阻塞
[test_blocking]
QUEUE_CAPACITY:10
cost:13758ms
count:
[test_blocking]
QUEUE_CAPACITY:1000
cost:1320ms
count:
[test_blocking]
QUEUE_CAPACITY:
cost:1178ms
count:
非阻塞
[test_nonblocking]
QUEUE_CAPACITY:1000
cost:20330ms
count:
[test_nonblocking]
QUEUE_CAPACITY:10000
cost:1827ms
count:
[test_nonblocking]
QUEUE_CAPACITY:
cost:195ms
count:
[test_nonblocking]
QUEUE_CAPACITY:
cost:92ms
count:
[test_nonblocking]
QUEUE_CAPACITY:
cost:90ms
count:
总结：
读写线程分别执行一千万次的写入和读取操作，
阻塞模式下，1000的队列容量就可以将性能发挥到极限：耗时1200毫秒左右；
非阻塞模式下，一百万的队列容量才能将性能发挥到极限：耗时90毫秒以内；
测试环境：
boost 1.60
windows 10 pro x64
VS2015企业版 update2，release x64
CPU：i7二代移动版
补充内容：
1，阻塞和非阻塞的适用环境
这篇文章讲得比较好：如果队列空闲状态占多数，那么阻塞队列性能更好，如果队列有待读取元素的情况占多数，那么非阻塞的无锁队列性能更好。
boost c++ lock-free queue vs shared queue
http://stackoverflow.com/questions//boost-c-lock-free-queue-vs-shared-queue
上面测试情况中，如果队列容量较小，那么读写两个线程大部分时间会是在相互等待；如果容量足够大，那么两个线程可以一路狂奔。
2，java中的阻塞和非阻塞实现
java中的LinkedBlockingQueue，其内部也是通过ReentrantLock和Condition实现阻塞的，上面的结论同样适用于java的相关API。
java中如果要使用无锁队列，可以使用ConcurrentLinkedQueue，其功能相当于boost::lockfree::queue，可支持多个生产者多个消费者的线程。
无锁和非阻塞当以当作同一种概念：阻塞肯定需要锁实现，而非阻塞可以无锁（wait-free）。
3，std::mutex和std::condition_variable的测试结果
将阻塞摸下的相关boost接口换成了std，结果还是一样的，区别不大。
修改代码如下：
输出结果：
[test_blocking]
QUEUE_CAPACITY:1000
cost:1557ms
count:
[test_blocking]
QUEUE_CAPACITY:
cost:1081ms
count:
4，spsc_queue不一定是容量越大性能越好（记）
我通过不同容量和不同循环次数发现：1亿次循环的情况下（相当于生产者填充1亿条消息），spsc_queue的容量超过1000w后（最大容量不能超过8000w），性能将开始下降。
另外，性能取决于生产者和消费者两个线程填充和取出消息的速度，我这里测试时两个线程比较极端，生产者填充消息的速度大概时20w条/1ms，这种情况下，spsc_queue需要的最佳容量为最总1000w；如果生产者和消费者填充和取出消息的速度越慢，则相对容量就越低，我测下来的情况是：1千万次循环，如果生产者和消费者的循环内部再添加一个循环次数为100的逻辑，则两者处理消息的速度均会大幅下降，此时spsc_queue的容量为1w即可发挥最佳性能。
所以结论是：如果想榨干CPU的极限性能，还是得从实际项目中具体的需求上取做测试。个人建议是，将spsc_queue的容量设置为1w，因为一般游戏的上层业务消息的逻辑也挺复杂，估计随便一个逻辑的耗时都能达到1ms，这样一个工作线程1秒内只能处理1000条消息（假设波动范围为1000~5000），那么1w的队列容量是够的（注意是单读单写）。
5，spsc_queue使用相关的优化（记）
之前是每次pop一个元素，现在改成一次pop尽可能多的元素。这样优化以后，1千万次累加，非阻塞队列的耗时能从之前的90毫秒降低到33毫秒。测试发现，获取元素的数组大小设置为512就可以达到最佳性能了。
到此这篇阻塞队列和非阻塞队列哪个好（阻塞队列的作用）的文章就介绍到这了,更多相关内容请继续浏览下面的相关推荐文章，希望大家都能在编程的领域有一番成就！
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