Publication

Cache-Aware Lock-Free Concurrent Hash Tries

Martin Odersky
2011
Reports

Résumé

This report describes an implementation of a non-blocking concurrent shared-memory hash trie based on single-word compare-and-swap instructions. Insert, lookup and remove operations modifying different parts of the hash trie can be run independent of each other and do not contend. Remove operations ensure that the unneeded memory is freed and that the trie is kept compact. A pseudocode for these operations is presented and a proof of correctness is given -- we show that the implementation is linearizable and lock-free. Finally, benchmarks are presented which compare concurrent hash trie operations against the corresponding operations on other concurrent data structures, showing their performance and scalability.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/e3cbb42e-e3a1-477c-91f0-e45f5597b9b0

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Martin Odersky
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Concepts associés (18)

Compare-and-swap

Compare-and-swap (CAS) est une instruction atomique utilisée dans les systèmes multiprocesseurs ou multi-cœurs utilisant une mémoire partagée. Elle compare la valeur stockée à une adresse mémoire donnée à l'un de ses arguments et, en cas d'égalité, écrit une nouvelle valeur à cette adresse. Selon les implémentations, elle signale si l'écriture a réussi soit en renvoyant une valeur booléenne, soit en renvoyant la valeur lue en mémoire.

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.

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