无锁并发控制算法研究
25页1、数智创新数智创新 变革未来变革未来无锁并发控制算法研究1.无锁并发控制概述1.乐观并发控制算法1.CAS算法及其应用1.TM算法的特点1.CCS算法的效率分析1.HTM算法的实现机制1.ABM算法的伸缩性研究1.无锁并发控制的发展趋势Contents Page目录页 乐观并发控制算法无无锁锁并并发发控制算法研究控制算法研究乐观并发控制算法基本原理1.乐观并发控制算法的基本思想是允许并发事务在不加任何锁的情况下同时执行。2.每个事务被赋予一个时间戳,用来记录该事务的启动时间或提交时间。3.在事务提交时,算法对事务进行验证,以确保该事务在提交后系统状态仍然是有效的。验证方法1.验证方法是乐观并发控制算法的关键部分。2.常用的验证方法包括时间戳验证、读写验证和混合验证。3.时间戳验证根据事务的时间戳来检查事务是否冲突;读写验证根据事务的读写集来检查事务是否冲突;混合验证结合了时间戳验证和读写验证的优点。乐观并发控制算法1.冲突检测是验证方法的一部分,用于确定两个事务是否存在冲突。2.冲突检测算法根据不同的验证方法而有所不同。3.常见冲突检测算法包括事务时间戳比较、读写集比较和混合冲突检测。冲
2、突解决1.当检测到冲突时,乐观并发控制算法需要进行冲突解决。2.冲突解决策略包括回滚事务、重启事务或等待其他事务完成。3.选择合适的冲突解决策略需要考虑事务的重要性、系统性能和数据的一致性等因素。冲突检测乐观并发控制算法事务回滚1.乐观并发控制算法中,当检测到冲突时,可能会回滚一个或多个事务。2.事务回滚是指将事务的状态恢复到提交前的状态。3.事务回滚会对系统性能产生影响,因此需要谨慎使用。性能优化1.乐观并发控制算法的性能可以通过各种优化技术来提高。2.常见优化技术包括使用时间戳索引、减少验证成本和采用并行处理。CAS 算法及其应用无无锁锁并并发发控制算法研究控制算法研究CAS算法及其应用CAS算法1.CAS算法(Compare-And-Swap)是一种原子操作,它将内存中的值与预期值进行比较,并在相等的情况下将该值替换为新值。2.CAS算法确保操作的原子性,即要么执行操作,要么不执行,避免了数据竞争问题。3.CAS算法广泛应用于多线程编程中,用于实现锁机制、原子队列和无锁数据结构。CAS算法的应用1.锁实现:CAS算法可以实现乐观锁机制,通过反复比较和更新内存值来避免锁争用。2.原
3、子队列:CAS算法可以构建无锁队列,通过原子操作实现元素的入队和出队。TM算法的特点无无锁锁并并发发控制算法研究控制算法研究TM算法的特点无锁原子更新1.无需同步锁:TM算法利用基于对象的硬件事务内存机制,实现原子更新操作,无需使用传统同步锁,避免了锁竞争和死锁等问题。2.高并发性:由于无需使用锁机制,TM算法消除了锁竞争,提高了并发性,允许多个线程同时进行原子更新操作。3.数据一致性:TM算法通过硬件事务机制,确保了原子更新操作的正确性,保证了数据的一致性。乐观并发控制1.以乐观方式进行操作:TM算法采用乐观并发控制策略,线程在执行更新操作前不获取锁,而是仮定其他线程不会对其进行冲突操作。2.验证更新:在提交更新之前,线程需要验证操作的有效性,检查是否发生了冲突。如果发生冲突,则更新会被回滚。3.无阻塞:乐观并发控制避免了锁阻塞,线程可以在无阻塞的情况下进行更新操作,提高了系统的吞吐量。TM算法的特点事务性内存1.提供事务内存抽象:TM算法利用硬件事务内存(HTM)机制,为编程人员提供了一个事务性内存抽象,简化了并发编程。2.事务原子性:HTM机制保证了每个事务要么成功地完成,要么完
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