深入剖析Linux队列源代码,了解其原理与实现 (linux 队列源代码)

在Linux操作系统的内核中,队列是一个非常重要的数据结构,被广泛地应用在各种不同的场景中。比如说网络数据包的缓存、进程的运行队列、文件系统的读写缓存等等。本文将会深入剖析Linux队列的源代码,介绍其设计原理以及实现细节。

我们需要了解队列的概念。队列是一种先进先出的数据结构,在队尾插入数据,在队头删除数据。这种数据结构的优势在于保持了数据的相对顺序。数据在插入队列的时候,总是插入到队尾处;而在删除数据的时候,则总是从队头处开始删除。这种数据结构的应用非常广泛,比如说我们平时所使用的打印机就用到了队列的思想。同时,队列还具有天然的并发性,多个线程可以同时在队列的不同位置进行插入和删除操作,无需额外的同步措施。

在Linux的内核中,队列被定义为一个结构体,其定义如下:

“`

struct list_head {

struct list_head *prev, *next;

};

struct task_struct {

struct list_head tasks;

// 省略其他成员

};

static inline void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list) {

list->prev = list;

list->next = list;

}

“`

其中,list_head是队列节点的基本结构体,用来定义队列的头节点和其他节点。INIT_LIST_HEAD是一个宏定义,用来初始化队列节点。

在队列中,我们通常使用两个操作:插入和删除。在Linux内核中,插入操作通常使用list_add和list_add_tl两个函数来进行,而删除操作则使用list_del函数。这些函数的实现如下:

“`

static inline void list_add(struct list_head *new, struct list_head *prev, struct list_head *next) {

next->prev = new;

new->next = next;

new->prev = prev;

prev->next = new;

}

static inline void list_add_tl(struct list_head *new, struct list_head *head) {

list_add(new, head->prev, head);

}

static inline void list_del(struct list_head *prev, struct list_head *next) {

next->prev = prev;

prev->next = next;

}

“`

在上述代码中,list_add函数用来插入一个节点到当前节点之后,而list_add_tl函数用来插入一个节点到队列的尾部。list_del函数用来将当前节点从队列中删除。

除了上述基本的操作之外,Linux队列还实现了一些其他的操作。比如,有时候我们需要在队列中查找某个元素,这时可以使用list_entry宏来完成。该宏用来将一个list_head的指针转换成当初所在的结构体指针:

“`

#define list_entry(ptr, type, member) contner_of(ptr, type, member)

struct task_struct {

int pid;

struct list_head tasks;

// …

};

struct task_struct *task;

list_for_each(pos, &task->tasks) {

task = list_entry(pos, struct task_struct, tasks);

// 处理task指针指向的task_struct结构体

}

“`

此外,在实际的应用场景中,我们还会遇到一些需要特殊处理的情况。比如说,我们可能需要插入多个元素,但是又需要在插入过程中保持队列的有序性,这时可以使用list_add_to_tl或list_add_to_head等函数来进行插入。

Linux队列作为一种基础数据结构,有着广泛的应用场景。在Linux内核中,队列的实现非常简单、高效,而且代码读起来也比较容易理解,因此学习和使用队列会对我们的编程能力有很大的帮助。

相关问题拓展阅读:

  • Linux c语言 epoll怎么监听一个队列? 或一块内存?

Linux c语言 epoll怎么监听一个队列? 或一块内存?

queue变量的内容是举握祥malloc出来的1024字节内存的起始地址。由于没有具体的代码,我猜它的用意应该是队列的内容就是一块buffer的起始地址。

如正搏:

int *p;

int *buffer;

p = queue;

buffer = *(p+1); //皮慎buffer指针指向队列第二个元素的地址

关于linux 队列源代码的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。

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