消息队列

step1：顺序队列

消息队列用来解决类似生产者-消费者模型问题，按照实现方式，分为基于链表实现的链式队列和基于数组实现的顺序队列

对于链式队列，优点是支持无限大，缺点是性能低；

对于顺序队列，优点是性能高，缺点是数量有限(当队列满时生产者就需要等待)

而消息队列为了追求性能和可控性(链式队列理论无限大因此对于内存不可控)，绝大多数都采用顺序队列

相比普通顺序队列，循环顺序队列在添加、删除操作时无需进行数据搬移，因此我们进一步对顺序队列优化为循环顺序队列

循环顺序队列虽然性能高，但是高并发下会造成写入覆盖、重复读取等问题，例如添加时：

1. void add(int val) {
2.   if ((tail + 1) % size == head) return;
3.   data[tail] = val;
4.   tail = (tail + 1) % size;
6. }

比如线程1执行到第三行后，线程2开始执行add()，就会导致两个数据同时写入同一个tail下标。对此我们的解决办法就是采用同步原语(临界区、锁、条件变量等)，也就是使得并行操作在涉及到内存读写时转为串行

由于调用同步原语会导致上下文切换(用户态->内核态)，且一个线程访问共享数据，其他线程必须排队等待，这样很容易成为并行程序的瓶颈

于是有以下几种处理办法：

把多次上锁操作转换为批量一次，从而减少上锁次数

对于生产者往队列添加数据前，先上锁批量申请连续空闲内存再解锁，这样后续添加就无需加锁(因为这段连续内存线程独享)

对于消费者，先上锁申请连续可读内存再解锁，后续读取操作就可以不用加锁了

缺点是，若生产者 A 申请3~6连续内存，生产者 B 紧跟着申请7~9连续内存，那在3~6没有完全写入前，7~9的数据是无法读取的

CAS即bool CAS(T * pAddr, T hope, T nNew)

仅当*pAddr==hope时*pAddr=nNew，否则表明有其它线程操作，需更新最新hope再CAS，它被认为是最基础的原子性操作

CAS是以乐观态度运行的，它总是认为当前线程可完成操作。当多个线程同时使用CAS时最终只有一个会成功，失败的线程不会被挂起，而是允许再次尝试(当然也可以主动放弃)