【摘 要】
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在计算机CPU核心数量不断增加、多用户互联网应用广泛普及的背景下,如何提高计算机程序的并发度,使之充分利用多核CPU的优势以及网络的等待时间,成为了软件开发的重要问题。数据结构是计算机程序的重要组成部分,在这种背景下,数据结构的并发安全性与并发操作的性能也成为了软件开发人员关心的重要问题。因此,为满足软件开发人员在并发程序开发中对于无锁的、并发安全的数据结构的使用需求,基于不可变数据结构和Go语言
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在计算机CPU核心数量不断增加、多用户互联网应用广泛普及的背景下,如何提高计算机程序的并发度,使之充分利用多核CPU的优势以及网络的等待时间,成为了软件开发的重要问题。数据结构是计算机程序的重要组成部分,在这种背景下,数据结构的并发安全性与并发操作的性能也成为了软件开发人员关心的重要问题。因此,为满足软件开发人员在并发程序开发中对于无锁的、并发安全的数据结构的使用需求,基于不可变数据结构和Go语言设计并实现了一个提供无锁数据结构及相关操作的程序库。首先介绍了不可变数据结构通过共享大部分内容来实现高效性能的基本设计思想、使用不可变数据结构来实现并发安全的无锁数据结构的基本方法、与实现密切相关的Go语言运行时——特别是其内存管理模块与垃圾回收模块。其次在程序库的设计过程中,分析和对比了既有的一些数据结构,选择了其中适合改造成不可变数据结构的设计,并适当地根据不可变数据结构的设计特点进行了创新和优化,设计出了对应的不可变的方案,包括不可变栈、不可变二叉搜索树和不可变哈希集合,利用它们设计了程序库中对应的无锁数据结构。然后根据设计使用Go语言实现了程序库。最后为程序库设计了功能测试和非功能测试的测试用例并进行了相关的测试,根据基准测试的结果分析了性能。通过对基准测试的分析,可以看到程序库有足够优越的性能,能很好满足软件开发人员对于无锁数据结构的应用需求。
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