Wie gehen Shared Memory und Message Passing mit großen Datenstrukturen im Parallelbetrieb um?

Shared Memory vs. Message Passing für den Umgang mit großen Datenstrukturen

Bei der Arbeit mit Parallelität in Programmiersprachen besteht die Wahl zwischen Shared Memory und Message Passieren kommt häufig vor. Beide Ansätze haben ihre Vor- und Nachteile, aber wie gehen sie mit der gemeinsamen Nutzung großer Datenstrukturen um?

Shared Memory

Shared Memory ermöglicht verschiedenen Prozessen oder Threads den Zugriff auf denselben Speicher Standort. Dies kann für schreibgeschützte Daten wie ein Suffix-Array von Vorteil sein, da Sperren normalerweise nicht erforderlich sind. Die Daten sind an einem einzigen Ort vorhanden, was potenziell zu einem schnelleren Zugriff und einer geringeren Speichernutzung führen kann.

Message Passing

Beim Message Passing kommunizieren Prozesse durch den Austausch von Nachrichten. Bei schreibgeschützten Daten wie einem Suffix-Array stellt dieser Ansatz einige Herausforderungen dar.

• Eine Lösung besteht darin, einen einzelnen Prozess zu erstellen, der die Daten speichert und es Clients ermöglicht, sequentielle Anfragen zu stellen.
• Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Daten in kleinere Segmente aufzuteilen und so mehrere Prozesse zu erstellen, die jeweils einen Teil enthalten.

Überlegungen zur Hardware

Der Leistungsunterschied zwischen gemeinsam genutztem Speicher und die Nachrichtenübermittlung hängt teilweise von der Architektur moderner CPUs und Speicher ab. Der gemeinsam genutzte Speicher kann von mehreren Kernen parallel gelesen werden, wodurch potenzielle Hardware-Engpässe vermieden werden. Dies ist jedoch nicht immer der Fall, und die Nachrichtenübermittlung kann für bestimmte Datentypen manchmal effizienter sein.

Erlangs Nachrichtenübermittlungsmodell

Obwohl man sich auf die Nachrichtenübermittlung verlässt Das Parallelitätsmodell von Erlang erfordert nicht unbedingt das Kopieren von Daten. Nachrichten können Verweise auf unveränderliche Daten enthalten, was einen effizienten Datenaustausch ohne Duplizierung der Daten ermöglicht. Diese Flexibilität ermöglicht unterschiedliche Implementierungsoptionen, um Leistung und Speichernutzung in Einklang zu bringen.

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