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Synchronisation sans verrouillage : atteindre une faible latence

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Description

Cette séance de cours de l'instructeur couvre l'importance de la synchronisation sans verrouillage pour obtenir une faible latence dans les systèmes distribués. La séance de cours aborde des sujets tels que l'accélération matérielle des abstractions de haut niveau, la mémoire transactionnelle logicielle et les défis de la synchronisation fine. Différentes techniques pour générer des identifiants uniques et mettre en œuvre une file d'attente multi-producteurs et mono-consommateur sont discutées. La séance de cours explore également les considérations de conception pour les lectures RDMA atomiques et propose des schémas évolutifs pour le partage de connexions sur une carte réseau entre les threads. Les techniques de synchronisation sans verrouillage sont mises en évidence comme cruciales pour les systèmes distribués haute performance.

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Concepts associés (30)

Synchronisation (multitâches)

En programmation concurrente, la synchronisation se réfère à deux concepts distincts mais liés : la synchronisation de processus et la synchronisation de données. La synchronisation de processus est un mécanisme qui vise à bloquer l'exécution de certains processus à des points précis de leur flux d'exécution, de manière que tous les processus se rejoignent à des étapes relais données, tel que prévu par le programmeur. La synchronisation de données, elle, est un mécanisme qui vise à conserver la cohérence des données telles que vues par différents processus, dans un environnement multitâche.

Verrou (informatique)

Un verrou informatique permet de s'assurer qu'une seule personne, ou un seul processus accède à une ressource à un instant donné. Ceci est souvent utilisé dans le domaine des accès à des fichiers sur des systèmes d'exploitation multi-utilisateur, car si deux programmes modifient un même fichier au même moment, le risque est de : provoquer des erreurs dans un des deux programmes, voire dans les deux ; laisser le fichier en fin de traitement dans une complète incohérence ; endommager le fichier manipulé.

Non-blocking algorithm

In computer science, an algorithm is called non-blocking if failure or suspension of any thread cannot cause failure or suspension of another thread; for some operations, these algorithms provide a useful alternative to traditional blocking implementations. A non-blocking algorithm is lock-free if there is guaranteed system-wide progress, and wait-free if there is also guaranteed per-thread progress. "Non-blocking" was used as a synonym for "lock-free" in the literature until the introduction of obstruction-freedom in 2003.

Sémaphore (informatique)

Un sémaphore est une variable (ou un type de donnée abstrait) partagée par différents « acteurs », qui garantit que ceux-ci ne peuvent y accéder que de façon séquentielle à travers des opérations atomiques, et constitue la méthode utilisée couramment pour restreindre l'accès à des ressources partagées (par exemple un espace de stockage) et synchroniser les processus dans un environnement de programmation concurrente. Le sémaphore a été inventé par Edsger Dijkstra et utilisé pour la première fois dans le système d'exploitation THE Operating system.

Calcul intensif

Le terme Calcul intensif (ou Calcul Haute Performance) - en anglais : High-performance computing (HPC) - désigne les activités de calculs réalisés sur un supercalculateur, en particulier à des fins de simulation numérique et de pré-apprentissage d'intelligences artificielles. Le calcul intensif rassemble l'administration système (réseau et sécurité) et la programmation parallèle en un champ multidisciplinaire qui combine l'électronique numérique, le développement d'architectures informatiques, la programmation système, les langages informatiques, l'algorithmique et les techniques de calcul.

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Séances de cours associées (39)

Synchronisation : Serrures et barrières

Explore les principes de synchronisation à l'aide de verrous et de barrières, en mettant l'accent sur des implémentations matérielles efficaces et des mécanismes de coordination tels qu'OpenMP.

Synchronisation sans verrouillage : perspectives pratiques

Explore l'importance de la synchronisation sans verrouillage pour obtenir une faible latence dans les systèmes distribués et discute des solutions pratiques pour la génération d'identificateurs uniques et les files d'attente de messagerie.

Verrouillage des primitifs: éviter les conditions de course dans les threads

Couvre les primitives de verrouillage nécessaires pour empêcher les conditions de course dans la programmation multithread, en se concentrant sur l'exclusion mutuelle et les opérations atomiques.

Synchronisation sans verrouillage : performances et évolutivité

Explore la synchronisation sans verrouillage pour des performances et une évolutivité dans les systèmes distribués, couvrant la génération d'identifiants uniques, les files d'attente de messagerie et les lectures RDMA atomiques.

Priorités et pièges en matière de devises

Explore les écueils de concurrence primitives, d'exclusion mutuelle et de synchronisation dans les systèmes d'exploitation, en mettant l'accent sur les variables de condition et les sémaphores.

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Concepts associés (30)

Synchronisation (multitâches)

Verrou (informatique)

Non-blocking algorithm

Sémaphore (informatique)

Calcul intensif

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