红色闪存非阻塞消息列队（redis 消息列队）
红色闪存：非阻塞消息列队
消息列队是一种用于异步通信的机制，它允许一个进程向另一个进程发送消息，而不需要知道该进程是否同时处于活动状态。在现代计算机系统中，消息列队通常使用共享内存或网络连接进行通信。但是，共享内存需要同步和保护，并且会在多处理器系统中引起竞态条件。因此，我们需要一种新的方法来提高消息队列的性能和可扩展性。
红色闪存是一种新型的存储介质，它结合了传统硬盘的容量和闪存的速度，成为了一种高性能的存储介质。我们可以利用红色闪存的快速读写速度和非易失性的特点来实现非阻塞消息队列。
我们可以使用类似于循环数组的数据结构来实现非阻塞消息队列。该数据结构由两个指针（头指针和尾指针）和一个缓冲区组成。当生产者想要向队列中添加一个消息时，它会将该消息写入缓冲区，并将头指针向前移动。消费者可以从队列中读取最早添加的消息。消息队列的大小是固定的，当头指针或尾指针到达缓冲区的边界时，它们将返回队列的开始处，从而实现了循环。
接下来，我们将利用红色闪存来优化该数据结构。我们可以将缓冲区（包含消息）存储在红色闪存上，并将头指针和尾指针存储在系统内存中。这样，生产者可以快速地将消息写入红色闪存，并将头指针向前移动。消费者可以从红色闪存中读取最早添加的消息，并将尾指针向后移动。由于红色闪存的快速读写速度和非易失性，可以在系统崩溃或电源中断的情况下重启系统，而不会丢失消息。
此外，我们可以利用红色闪存的并发读写功能，实现多个消费者访问消息队列。在传统的消息列队中，只有一个消费者可以读取队列中的消息，因为读取操作具有原子性，并且不可以同时进行多次。但是，在红色闪存中，多个消费者可以并发的读取消息，这样可以提高消息队列的吞吐量和响应时间。
下面是红色闪存消息队列的实现代码：
“`C++
#define QUEUE_SIZE 1024
typedef struct msg_queue_t {
int fd;
int head;
int tl;
char *buf;
} msg_queue_t;
msg_queue_t *msg_queue_create() {
int fd = open(“/dev/pmem0”, O_CREAT | O_RDWR, 0666);
ftruncate(fd, QUEUE_SIZE);
char *buf = (char*)mmap(NULL, QUEUE_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
msg_queue_t *q = (msg_queue_t*)malloc(sizeof(msg_queue_t));
q->fd = fd;
q->head = q->tl = 0;
q->buf = buf;
return q;
}
void msg_queue_push(msg_queue_t *q, const char *message) {
int len = strlen(message);
memcpy(q->buf + q->head, message, len);
q->head += len;
if (q->head == q->tl) {
q->head = 0;
q->tl = len;
}
}
int msg_queue_pop(msg_queue_t *q, char *message, int max_len) {
int len = 0;
if (q->tl != q->head) {
len = q->head – q->tl;
if (len > max_len) len = max_len;
memcpy(message, q->buf + q->tl, len);
q->tl += len;
if (q->tl == q->head) {
q->tl = 0;
q->head = len;
}
}
return len;
}
void msg_queue_remove(msg_queue_t *q) {
munmap(q->buf, QUEUE_SIZE);
close(q->fd);
free(q);
}
在这个代码中，我们使用了Linux的内存映射文件（`mmap`）函数将红色闪存中的缓冲区映射到内存中。注意，我们打开了`/dev/pmem0`设备，这是一个用于红色闪存的块设备文件。在`msg_queue_push`和`msg_queue_pop`函数中，我们将消息写入或从缓冲区读取。
在使用完消息队列后，我们必须调用`msg_queue_remove`函数来释放资源。它会关闭文件描述符，释放内存映射和释放消息队列结构体。
红色闪存是一种高性能的存储介质，可以用于实现非阻塞消息队列，实现多个消费者并发的读取消息，并且在系统崩溃或电源中断的情况下重启系统，不会丢失消息。在未来，我们相信红色闪存将会成为一项非常重要的技术，它将推动计算机系统性能的进一步提升。
