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共享記憶體與訊息傳遞:哪個更適合對大型資料結構的並發唯讀存取?

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DDD原創
2024-10-29 13:10:02457瀏覽

Shared Memory vs. Message Passing: Which is Better for Concurrent Read-Only Access to Large Data Structures?

大型資料結構的共享記憶體與訊息傳遞

Go 和Erlang 使用的並發模型(例如訊息傳遞)消除了複雜的鎖定透過避免共享狀態。然而,在多個客戶端希望並發唯讀存取後綴數組等海量資料結構的情況下,會出現以下問題:

1.共享狀態與訊息傳遞:效能和記憶體消耗

由於沒有鎖並且只存在一份資料副本,共享記憶體會在速度和記憶體使用上超越訊息傳遞嗎?

答案:Erlang 中的 BEAM 實作不需要在訊息傳遞中進行資料複製。相反,它對大型資料結構採用基於引用的系統。與共享記憶體相比,這種方法減少了記憶體消耗。

2.訊息傳遞方法

在訊息傳遞上下文中,存在多種選項:

  • 單一資料持有者進程:一個進程專門持有資料結構,
  • 分塊資料:資料結構分為區塊,多個進程保存不同的區塊。

最佳方法取決於特定的資料結構和工作量要求。

3.硬體注意事項

現代 CPU 與記憶體架構能否消除共享記憶體與訊息傳遞實作之間的瓶頸?

答案:現代 CPU 支援並行記憶體訪問,但會降低效能對共享記憶體的懲罰。然而,在資料局部性至關重要或多個進程以不同的工作負載同時存取資料的情況下,訊息傳遞可以提供優勢。

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