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MPMCQueue（多生产者多消费者有界队列）

LibXR::MPMCQueue<T> 是多生产者多消费者有界队列。

和 SPSCQueue 相比，它面向的是更通用的并发拓扑：

  • 多个上下文都可能入队；
  • 多个上下文都可能出队；
  • 队列容量固定；
  • payload 按字节块搬运。

基本用法​

LibXR::MPMCQueue<uint16_t> queue(32);

queue.Push(100);

uint16_t value = 0;
queue.Pop(value);

主要接口：

  • Push(const T&)：成功返回 OK，队列满返回 FULL。
  • Pop(T&) / Pop()：成功返回 OK，队列空返回 EMPTY。
  • MaxSize()、EmptySize()、ElementSize()。
  • Size()：并发访问下为近似快照。

类型要求​

MPMCQueue<T> 对 T 的要求：

  • T 必须是 trivially copyable；
  • T 必须是 trivially destructible。

这是因为底层直接把 payload 当原始字节块搬运，不会在队列内部管理复杂对象生命周期。

当前适用场景​

适合：

  • 多个生产者共享同一发送队列；
  • 中断与线程、多个线程共同访问的公共队列；
  • 驱动内部需要有界并发队列的地方。

例如数据在任务和线程之间传递、调用方能等待或稍后重试的公共队列。单核上若某个操作在占槽与发布之间被抢占，其他上下文会看到瞬时的 FULL/EMPTY；中断会读写、拿到 FULL 只能丢数据的场合（例如中断与任务共享的发送队列）改用 SlotPool。

和 SPSCQueue、SlotPool 的取舍​

  • 生产者和消费者各只有一个：使用 SPSCQueue；
  • 有多个生产者或多个消费者：使用 MPMCQueue；
  • 中断会读写、拿到 FULL 只能丢数据、希望 FULL/EMPTY 是准的：使用 SlotPool，一个被打断的操作只占自己的槽；MPMCQueue 的单次入队出队是 O(1)，SlotPool 是 O(N)，大容量、多核高争用、调用方能等待或重试的场合仍然适合 MPMCQueue。