SPSC 環形緩衝區（與 MPMC）（the SPSC ring buffer and MPMC）
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你常常不需要一個任何人都能從任何地方推入的完全通用佇列——你恰好只有一個執行緒在生產項目、恰好一個執行緒在消費，就像音訊執行緒餵樣本給音效卡那樣。對這個特例，有一個優美而快速的結構：單生產者單消費者（single-producer, single-consumer, SPSC）環形緩衝區。它是一個被循環使用的固定大小陣列，而且完全不用 CAS 就能做成無鎖。
訣竅在這裡。你保留一個 head 索引（消費者讀取處）與一個 tail 索引（生產者寫入處），兩者都對陣列大小取模而環繞——通常用 2 的次方，使環繞變成便宜的位元遮罩 index & (N - 1)，而非除法。生產者永遠只寫 tail；消費者永遠只寫 head。因為每個索引剛好只有一個寫入者，你永遠不需要比較並交換——一個帶釋放（release）順序的單純原子儲存，配上一個帶取得（acquire）順序的單純原子載入，就足以安全地發布每個項目。當推進 tail 會撞上 head 時緩衝區就是滿的，當 head 等於 tail 時就是空的。每個索引只有單一寫入者這個性質，正是 SPSC 如此便宜又如此容易做對的全部原因。
對照的是多生產者多消費者（multi-producer, multi-consumer, MPMC）環形緩衝區，那裡許多執行緒共用每個索引。現在你又回到需要 CAS 來認領一個槽位，而且必須處理兩個執行緒爭奪同一索引、部分寫入的槽位，以及環繞危害——它困難得多，高品質的 MPMC 佇列（如 Dmitry Vyukov 的有界 MPMC 佇列）會用每槽的序號（sequence number）來協調。這個家族也包含 SPMC 與 MPSC。誠實的教訓是：用符合你需求的最弱變體；若你的問題真的是 SPSC，就別為 MPMC 付代價。
/* SPSC：每個索引單一寫入者，意味著不用 CAS，只要釋放儲存／取得載入。 */ bool push(T v) { /* 僅生產者 */ size_t t = tail; /* relaxed：tail 的唯一寫入者就是我們 */ if (((t + 1) & (N - 1)) == atomic_load_acquire(&head)) return false; /* 滿 */ buf[t] = v; atomic_store_release(&tail, (t + 1) & (N - 1)); /* 發布 */ return true; }
用 2 的次方大小，環繞就是位元遮罩；每個索引單一寫入者時，一個釋放儲存即足以發布——不需要 CAS。
SPSC 不需要 CAS，正是因為每個索引只有單一寫入者；一旦你有多個生產者或消費者，就需要 CAS（或每槽序號），難度陡增。