并发访问对象组答案

【问题标题】：Concurrent access to groups of objects并发访问对象组
【发布时间】：2011-10-17 19:41:09
【问题描述】：

我正在尝试开发一个由线程池组成的应用程序，使用工作窃取算法并发执行任务。

这些任务

解决此问题的一种可能方法是让每个线程一次执行一项任务，然后尝试使用预定义的顺序锁定每个对象。如果至少有一个失败，则释放所有锁，然后继续执行另一项任务。

然而，这种方法会增加具有大对象依赖性的任务饿死的可能性，甚至可能导致活锁。

是否有另一种方法可以在最大化并发的同时获取一组锁？（没有全局锁）或者可能以不再需要的方式更改系统？如果是这样，有什么好的论文吗？

ps：正如 thiton 所回答的，这是“哲学家就餐”问题的一般化版本。我正在寻找非集中式解决方案，特别是在高负载（添加和删除任务）中表现良好的算法。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

订购资源是一种有效的方法。想到的另一个直接方法是引入一个共享仲裁器，该仲裁器持有有关资源可用性的信息。任务将通过仲裁器在单个原子步骤“acquire(r1, r2, ..., rn)”中锁定它们需要的所有资源，并使用“release(r1, r2, ..., rn)”类似地释放它们。

如果“获取”请求 A 可以满足，仲裁器将确保在 A 释放它们之前没有其他任务可以获取 A 持有的任何资源。

仲裁者可以使用几种策略来满足传入的请求：

【讨论】：

这是一个有效的解决方案。但是，由于只有一个仲裁器，所有任务都必须在仲裁器的锁队列中等待，这会导致争用。此外，验证可能并发任务的线程在单个线程中执行，这将限制最大并发性。
现在，考虑到您非常有效的评论，我可能会设计这样一个仲裁器系统，使仲裁器不会处理线程而是任务。与阻塞线程相比，在等待资源时阻塞任务（一项工作）对吞吐量的影响可能要小得多。只为任务和整理资源
（续）仲裁器会逐渐读取任务，为它们分配请求的资源，并将获得所有资源的资源吐出到线程池中进行处理。如果任务需要一些时间来执行，单线程仲裁器可能不会成为瓶颈。
我想这一切都归结为任务大小。正如我所设想的系统，这些任务将非常小，可能在数千个 CPU 周期的数量级。这就是我要求去中心化算法的原因。也许我会同时实现这两种方法，看看哪种效果更好。

【解决方案2】：

您的问题称为Dining Philosophers。你应该在这个关键字下找到你需要的任何数量的文学作品:-)。

【讨论】：

【解决方案3】：

如果一个任务尝试锁定对象只是在某个时间点失败，则另一个任务可能无法锁定一个对象，因为当时第一个任务拥有它。

我想我会在最初尝试获取锁时使用全局锁，也可能在最终释放它们时使用全局锁。

当一个简单的解决方案在实践中证明是不够的时，我会担心最大并发性。

【讨论】：