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Séance de cours

Synchronisation sans verrouillage : atteindre une faible latence

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 (27)

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.

Linearizability

In concurrent programming, an operation (or set of operations) is linearizable if it consists of an ordered list of invocation and response events, that may be extended by adding response events such that: The extended list can be re-expressed as a sequential history (is serializable). That sequential history is a subset of the original unextended list. Informally, this means that the unmodified list of events is linearizable if and only if its invocations were serializable, but some of the responses of the serial schedule have yet to return.

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.

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Séances de cours associées (32)

Opérations atomiques : notions de base et applications

Couvre les bases des opérations atomiques dans la proximité et le parallélisme, y compris les opérations fournies par le matériel et les algorithmes synchronisés.

L'écluse de l'écrivain

Couvre le concept de verrouillage de Readers Writer et sa synchronisation entre les lecteurs et les écrivains en utilisant des variables atomiques.

Verrouillage du lecteur

Introduit le verrou lecteur-auteur pour gérer la concordance dans les scénarios avec des lectures fréquentes et des mises à jour occasionnelles.

Moniteurs : Synchronisation et coopération

Explore les moniteurs comme une construction de synchronisation fournissant l'exclusion mutuelle et la coopération entre les threads, avec des exemples comme le tampon d'un seul endroit.

Synchronisation primitives

Explore la conception des primitives de synchronisation et des structures de données concurrentes à l'aide d'instructions atomiques.

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Synchronisation (multitâches)

Verrou (informatique)

Linearizability

Non-blocking algorithm

Sémaphore (informatique)

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