La file d'attente de tampons circulaires de liblfds est-elle vraiment sans verrouillage et garantit-elle la progression de tous les threads ?

Garanties de progression sans verrouillage dans une file d'attente de tampon circulaire

Le concept d'algorithmes sans verrouillage garantit la capacité d'au moins un thread à faire des progrès continus, quelles que soient les actions des autres threads. Cependant, cette définition est parfois ambiguë, en particulier dans le contexte de bibliothèques concurrentes telles que liblfds.

Liblfds utilise des barrières atomiques et mémoire personnalisées pour son implémentation de file d'attente limitée. Bien que l'algorithme puisse paraître efficace, son caractère sans verrouillage reste discutable.

Application des progrès :

L'algorithme PUSH réserve un emplacement dans la file d'attente pour les données utilisateur. Cependant, jusqu'à ce que le numéro de séquence soit mis à jour, l'emplacement reste inaccessible pour les opérations POP. Cette dépendance à la réussite de PUSH crée une situation dans laquelle d'autres threads peuvent être bloqués ou retardés, indiquant un possible manque de garanties de progression.

Évaluation de l'algorithme :

L'algorithme ne répond pas strictement à la définition de lock-free telle que proposée par l'auteur. La combinaison de m_write_index et s.sequence_number agit comme un mutex par élément, conduisant à des échecs potentiels en présence d'un thread suspendu qui a réservé un emplacement.

Évaluation des performances et du fonctionnement Aspects :

Performance :

Des performances inégalées sont satisfaisantes en raison d'opérations atomiques minimales. Les performances contestées sont également raisonnables, bien que m_write_index puisse être une source de conflit lorsque plusieurs lecteurs tentent d'accéder à la file d'attente.

Immunité au changement de contexte :

Une immunité partielle est fournie, car d'autres threads peuvent toujours pousser des éléments dans la file d'attente même si un thread change de contexte pendant la région critique. Cependant, les éléments éclatés peuvent se bloquer si l'élément en cours est affecté.

Limites fonctionnelles :

L'algorithme n'est pas sûr pour la terminaison de thread asynchrone ou pour l'accès à partir de gestionnaires d'interruptions ou de signaux. Il se peut qu'il ne draine pas complètement tous les éléments si un thread est interrompu pendant la région critique.

Conclusion :

Bien que l'implémentation de la file d'attente liblfds puisse offrir certains avantages en termes de performances, son verrouillage -la nature libre est discutable en raison de la dépendance à la réussite de PUSH. Il ne répond pas pleinement à la définition stricte des garanties de progrès, et certains cas extrêmes peuvent conduire à un blocage de la progression, voire à un échec.

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