Windows 同步-Windows 单向链表和互锁链表

Windows 单向链表（SList）同步机制详解

核心概念

SList（Singly-Linked List）是一种基于非阻塞算法实现的线程安全链表结构，具有以下特性：

• ​​原子性操作​​：所有插入/删除操作均通过硬件级原子指令完成
• ​​无锁设计​​：避免传统锁机制的优先级反转和锁定护航问题
• ​​高性能​​：特别适合高并发场景（如驱动程序、实时系统）
• ​​内存对齐要求​​：所有节点必须按MEMORY_ALLOCATION_ALIGNMENT（默认8字节）对齐

---

平台支持

Windows 版本	支持特性
Windows XP+	支持32位SList操作
Windows 8+	新增64位原子操作支持（如InterlockedCompare64Exchange128）
Windows 10+	优化多核处理器下的并发性能

---

关键函数清单

初始化操作

函数	描述
InitializeSListHead	初始化SList头节点，必须在使用前调用

插入操作

函数	描述
InterlockedPushEntrySList	原子性将节点插入链表头部
InterlockedPushListSList	原子性合并两个SList（高效批量插入）

删除操作

函数	描述
InterlockedPopEntrySList	原子性移除并返回链表头部节点
InterlockedFlushSList	清空链表并返回所有节点（适用于批量处理）

查询操作

函数	描述
QueryDepthSList	获取链表当前节点数量（近似值，非实时精确计数）
RtlFirstEntrySList	获取链表头部节点指针（不修改链表状态）

---

内存管理规范

对齐要求

// 使用_aligned_malloc分配对齐内存
PSLIST_ENTRY pNode = (PSLIST_ENTRY)_aligned_malloc(sizeof(SLIST_ENTRY), MEMORY_ALLOCATION_ALIGNMENT);
InitializeSListHead(pNode);# 互锁的 Singly 链接列表互锁的单锁链接列表（SList）简化了从链接列表中插入和删除的任务。 SList 是使用非阻止算法实现的，可提供原子同步、提高系统性能，并避免诸如优先级反转和锁定护航等问题。SList 在 32 位代码中实现和使用非常简单。 但是，很难在 64 位代码中实现它们，因为本机互锁交换基元可交换的数据量不是地址大小的两倍，因为它位于 32 位代码中。 因此，SLists 支持将高端可缩放算法移植到 Windows。Windows 8： 从 Windows 8 开始，相应的本机互锁交换基元可用于 64 位代码，例如 InterlockedCompare64Exchange128。应用程序可以通过调用 InitializeSListHead 函数来使用 SLists 初始化列表的头。 若要在列表中插入项，请使用 InterlockedPushEntrySList 函数。 若要从列表中删除项，请使用 InterlockedPopEntrySList 函数。所有列表项都必须在 MEMORY_ALLOCATION_ALIGNMENT 边界上对齐。 未对齐的项可能会导致不可预知的结果。 请参阅 _aligned_malloc。