Lock-free по нарастающей
Habr ·
Большинство учебников предложит синхронизировать потоки с помощью мьютекса. Но под реальной high-performance нагрузкой блокировки превращаются в кошмар планировщика ОС: несвоевременное вытеснение потока после захвата критической секции способно парализовать ваш пайплайн обработки данных, провоцируя многочисленные переключения контекста, уходы в спячку и сбрасывания кэшей процессора. В качестве панацеи предлагают lock-free структуры, но и тут полно ловушек — банальный регулярный вызов ядра SetEvent способен сжечь весь выигрыш от lock-free. Сами алгоритмы lock-free порой тяжеловесны, не всегда предлагают удачный trade-off и даже не всегда уместны. Но что ещё хуже: будучи применёнными без должной тщательности, они могут не только не дать выигрыша, но даже навредить. В этой статье мы разберём устройство нескольких базовых объектов библиотеки wxl и познакомимся с концепцией «алгоритм дешевеет под нагрузкой». Мы пройдём путь от трёх базовых инструкций процессора до готового канала, разберём, как продление release-последовательности спасает от ABA, как ленивые триггеры arm/disarm позволяют будить поток только тогда, когда он реально спит, и как заставить данные летать между ядрами без обращений к операционной системе. Готовы? Приступаем...
Большинство учебников предложит синхронизировать потоки с помощью мьютекса. Но под реальной high-performance нагрузкой блокировки превращаются в кошмар планировщика ОС: несвоевременное вытеснение потока после захвата критической секции способно парализовать ваш пайплайн обработки данных, провоцируя многочисленные переключения контекста, уходы в спячку и сбрасывания кэшей процессора. В качестве панацеи предлагают lock-free структуры, но и тут полно ловушек — банальный регулярный вызов ядра SetEvent способен сжечь весь выигрыш от lock-free. Сами алгоритмы lock-free порой тяжеловесны, не всегда предлагают удачный trade-off и даже не всегда уместны. Но что ещё хуже: будучи применёнными без должной тщательности, они могут не только не дать выигрыша, но даже навредить. В этой статье мы разберём устройство нескольких базовых объектов библиотеки wxl и познакомимся с концепцией «алгоритм дешевеет под нагрузкой». Мы пройдём путь от трёх базовых инструкций процессора до готового канала, разберём, как продление release-последовательности спасает от ABA, как ленивые триггеры arm/disarm позволяют будить поток только тогда, когда он реально спит, и как заставить данные летать между ядрами без обращений к операционной системе. Готовы? Приступаем...