В байтах (C++ layout):
| Смещение | Размер | Тип данных | Описание |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | uint8_t (atomic) |
ready (0 = не готова, 1 = готова) |
| 1 | 1 | uint8_t |
op — код операции (PUT = 0, DELETE = 1, FIND = 2) |
| 2 | 16 | uint8_t[16] |
key — хэш ключа (Hash128, 128 бит) |
| 18 | 4 | uint32_t |
value_size — длина данных value |
| 22 | 1024 | uint8_t[1024] |
value — содержимое для записи (PUT) |
| 1046 | 4 | uint32_t |
response_size — длина ответа в response |
| 1050 | 1024 | uint8_t[1024] |
response — содержимое ответа после FIND |
| 2074 | 1 | uint8_t (atomic) |
response_ready (0 = нет ответа, 1 = ответ готов) |
| --- | --- | Итого: 2075 байт на одну команду |
⚠️ Реально в памяти компилятор добавит выравнивание.
Обычно команда занимает 2080 байт с учетом паддинга (например, до 8 байт).
2. Структура очереди SharedCommandQueue
| Смещение | Размер | Тип данных | Описание |
|---|---|---|---|
| 0 | 8 | size_t (atomic) |
head (где следующий push) |
| 8 | 8 | size_t (atomic) |
tail (где следующий pop) |
| 16 | 8 | size_t |
capacity (количество слотов) |
| 24 | 2080 × N | Command[N] |
Массив команд |
N = максимальное количество команд в очереди. Например: 64.
📦 Процесс записи команды (PUT, FIND, DELETE)
- Клиент читает
head. - Вычисляет
next_head = (head + 1) % capacity. - Проверяет, что
next_head != tail(иначе очередь заполнена, нужно ждать). - Пишет данные в слот
Commandпо индексуhead:- ставит
ready = 0 - заполняет
op,key,value_size,value - обнуляет
response_size,response_ready
- ставит
- После полной записи устанавливает
ready = 1(memory_order_release). - После этого обновляет
head = next_head(memory_order_release).
🧩 Процесс чтения команды сервером
- Сервер читает
tail. - Если
tail == head, значит нет команд (ждет). - Читает слот
Commandпо индексуtail. - Проверяет
ready == 1. - Выполняет команду:
- для
PUT,DELETEничего не нужно возвращать - для
FINDпосле обработки:- заполняет
response - устанавливает
response_size - устанавливает
response_ready = 1(memory_order_release)
- заполняет
- для
- После обработки увеличивает
tail = (tail + 1) % capacity(memory_order_release).
📑 Коды операций
| Код | Операция |
|---|---|
| 0 | PUT |
| 1 | DELETE |
| 2 | FIND |
📈 Диаграмма
Client (head) Server (tail)
↓ ↑
[ empty ][ empty ][ empty ][ empty ][ empty ]
↑ write PUT -> ready=1 ↑ read -> process -> tail++
↑ write FIND -> ready=1 ↑ read -> process -> response_ready=1
📋 Минимальная инструкция для других языков
- Открыть или создать POSIX shared memory (
/shm_rates1). - Маппить размер (например: 24 + 2080×64 байта = ~133 120 байт).
- Знать layout структуры
SharedCommandQueueиCommand. - Атомарно обновлять
head/tailчерез обычные load/store (x86/arm архитектуры обеспечивают это через aligned операции на 64 бита).
⚙️ Примерная формула расчета памяти:
total_size = 24 + (round_up(sizeof(Command)) × capacity)
- 24 байта на
head+tail+capacity - capacity = число команд
- sizeof(Command) = около 2080 байт
❗ Важно
headиtail— должны быть атомарными.- Доступ к слотам только по индексам
(head % capacity)или(tail % capacity). - Все указанные поля фиксированы и известны по смещению.
- Все строки (
value,response) — это просто байтовые массивы без\0.
📦 Памятка: Структура SharedCommandQueue в памяти
Общая структура:
| Смещение (байты) | Размер | Описание |
|---|---|---|
| 0 | 8 | head (size_t, atomic) |
| 8 | 8 | tail (size_t, atomic) |
| 16 | 8 | capacity (size_t, НЕ atomic) |
| 24 | 2080 × N | Команды Command[] (N штук подряд) |
📦 Памятка: Структура одного Command
| Смещение | Размер | Описание |
|---|---|---|
| 0 | 1 byte | ready (atomic<uint8_t>) |
| 1 | 1 byte | op (uint8_t) |
| 2 | 16 bytes | key (Hash128, 128 бит) |
| 18 | 4 bytes | value_size (uint32_t) |
| 22 | 1024 bytes | value (байтовый массив данных) |
| 1046 | 4 bytes | response_size (uint32_t) |
| 1050 | 1024 bytes | response (ответ от сервера) |
| 2074 | 1 byte | response_ready (atomic<uint8_t>) |
| 2075–2079 | 5 bytes | padding (выравнивание до 8 байт) |
⚡ Суммарный размер одной команды с паддингом = 2080 байт.
📋 HEX Layout всего буфера (SharedCommandQueue + команды)
00:00 - 00:07 -> head (size_t, LE)
00:08 - 00:0F -> tail (size_t, LE)
00:10 - 00:17 -> capacity (size_t, LE)
00:18 - 00:18+2080*N -> N команд, каждая:
00:00 -> ready (1 byte)
00:01 -> op (1 byte)
00:02 - 00:11 -> key (16 bytes)
00:12 - 00:15 -> value_size (4 bytes, LE)
00:16 - 04:15 -> value (1024 bytes)
04:16 - 04:19 -> response_size (4 bytes, LE)
04:20 - 08:1F -> response (1024 bytes)
08:20 -> response_ready (1 byte)
08:21 - 08:27 -> padding (5 bytes)
🧪 Мини-псевдокод для любого языка
ptr = mmap(...)
head = read_uint64(ptr, 0)
tail = read_uint64(ptr, 8)
capacity = read_uint64(ptr, 16)
command_base = 24
// Пример: прочитать первую команду (index = 0)
offset = command_base + index * 2080
ready = read_uint8(ptr, offset + 0)
op = read_uint8(ptr, offset + 1)
key = read_bytes(ptr, offset + 2, 16)
value_size = read_uint32(ptr, offset + 18)
value = read_bytes(ptr, offset + 22, value_size)
response_ready = read_uint8(ptr, offset + 2074)
response_size = read_uint32(ptr, offset + 1046)
response = read_bytes(ptr, offset + 1050, response_size)
📊 Краткая таблица памяти:
| Поле | Тип | Офсет | Размер |
|---|---|---|---|
| head | size_t (8B) | 0 | 8B |
| tail | size_t (8B) | 8 | 8B |
| capacity | size_t (8B) | 16 | 8B |
| commands | Command[N] | 24 | 2080×N |
📢 Важные правила при использовании
- Всегда выравнивание по 8 байтам (иначе UB на ARM/M1).
- Использовать little-endian (x86, arm64 всегда LE).
- При копировании строк следить за value_size / response_size.
- Проверять флаг
readyперед чтением команды. - После обработки команды — инкрементировать
tailмод capacity. - Ответ через
response+response_size+response_readyтолько дляFIND.
Description
Languages
C++
95.7%
CMake
3.2%
C
1.1%