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基于硬件 CAS 原语的高效多字无锁同步算法
  • ISSN号:0372-2112
  • 期刊名称:《电子学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP314[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.61173024)
中文摘要:

共享内存体系结构下,为解决锁同步导致的并发性能瓶颈,本文提出了一种基于硬件CAS (比较交换)原语的无锁同步算法。该算法利用底层处理器提供的比较交换指令,实现了在多核多线程环境下对共享变量的非阻塞同步操作,通过采用全局标记值的方式,避免了传统设计中由于使用内存字标记导致的性能开销,同时确保数据在并发访问中的一致性。实验结果表明,本文算法可以高效地支持任意多字的CAS同步,提高了对共享数据的并发访问性能,具有较好的可扩展性。

英文摘要:

Lock-based synchronization may become a performance bottleneck which limits the concurrency in shared -mem-ory machines .In order to solve this problem ,a lock-free synchronization algorithm based on hardware CAS (Compare And Swap ) primitive is proposed in this paper .In the proposed method ,compare and swap instruction provided by underlying processor is used to implement non-blocking synchronization for shared variables in multi-core or multi-thread environment .Global mark value is in-troduced to avoid performance overhead caused by bits reservation of memory word in the traditional design ,and guarantee the con-sistency .Theoretical analysis and experimental results show that the proposed method can efficiently support arbitary multi-word CAS synchronization ,improve the concurrent access performance and provide good scalability .

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期刊信息
  • 《电子学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电子学会
  • 主编:郝跃
  • 地址:北京165信箱
  • 邮编:100036
  • 邮箱:new@ejournal.org.cn
  • 电话:010-68279116 68285082
  • 国际标准刊号:ISSN:0372-2112
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2087/TN
  • 邮发代号:2-891
  • 获奖情况:
  • 2000年获国家期刊奖,2000年获国家自然科学基金志项基金支持,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:57611