生产者消费者之双缓冲区--legend050709

（1）背景

（1.1）减少锁的冲突

在生产者-消费者模式中，我们常常会使用到队列，这个队列在多个线程共享访问时存在互斥和竞争操作, 意味着每次访问都要加锁。用一个缓冲区，生产者和消费者需要先获取到缓冲区的锁才能进行put和get操作，每一次put和get都需要获取一次锁，这需要大量的同步与互斥操作，十分损耗性能。

如果采用双缓冲区的话，一个缓冲区bufferA用于生产者执行put操作，一个缓冲区bufferB用于消费者执行get操作；生产者线程和消费者线程在使用各自的缓冲区之前都需要先获取到缓冲区对应的锁，才能进行操作；

生产者和消费者各自使用自己独立的缓冲区，那么就不存在同一个缓冲区被put的同时进行get操作;

 

（1.2）读写速度不一

比如，在网络传输过程中数据的接收，有时可能数据来的太快来不及接收导致数据丢失。这是由于“发送者”和“接收者”速度不一致所致，在他们之间安排一个或多个缓冲区来存放来不及接收的数据，让速度较慢的“接收者”可以慢慢地取完数据不至于丢失。

再如，计算机中的三级缓存结构：外存（硬盘）、内存、高速缓存（介于CPU和内存之间，可能由多级）。从左到右他们的存储容量不断减小，但速度不断提升，当然价格也是越来越贵。作为“生产者”的 CPU 处理速度很快，而内存存取速度相对CPU较慢，如果直接在内存中存取数据，他们的速度不一致会导致 CPU  能力下降。因此在他们之间又增加的高速缓存来作为缓冲区平衡二者速度上的差异。

在图形图像显示过程中，计算机从显示缓冲区取数据然后显示，很多图形的操作都很复杂需要大量的计算，很难访问一次显示缓冲区就能写入待显示的完整图形数据，通常需要多次访问显示缓冲区，每次访问时写入最新计算的图形数据。而这样造成的后果是一个需要复杂计算的图形，你看到的效果可能是一部分一部分地显示出来的，造成很大的闪烁不连贯。而使用双缓冲，可以使你先将计算的中间结果存放在另一个缓冲区中，但全部的计算结束，该缓冲区已经存储了完整的图形之后，再将该缓冲区的图形数据一次性复制到显示缓冲区。

例1 中使用双缓冲是为了防止数据丢失，

例2 中使用双缓冲是为了