需要数据结构并行添加串行删除答案

【问题标题】：Data Structure Parallel Add Serial Remove Needed需要数据结构并行添加串行删除
【发布时间】：2013-01-18 16:30:30
【问题描述】：

我正在研究 GPU 上的动态分支粒子系统。我需要一个具有以下属性的并行数据结构：

基本的同步原语（互斥体、信号量）以及任何可以使用它们实现的东西都是可用的。

我曾玩弄过链表的想法，但这违反了条件二（因为对于 m 个线程，添加将是 O(m)，因为必须考虑锁定）。我不确定这样的数据结构是否存在——但我想我会问。

【问题讨论】：

您需要订购元素吗？如果没有，您可以使用哈希表并在哈希级别使用互斥锁（因此只有在发生哈希冲突时才会锁定）。编辑：您可以更进一步，使用无锁哈希表，例如this one。
@smocking 你如何找到要从哈希表中删除的元素？我希望找到下一个非空桶会相当慢。或者你会在上面放一些数据结构吗？
@ErikP。在大多数实现中，您可以迭代到 O(1) 中的下一个键，但不会定义键的顺序，即它不会是您插入元素的顺序。如果需要保留插入顺序，可以使用红黑树或 B-树；对于您描述的操作，它们具有 log(N) 最坏情况复杂性，并且锁定也不会失控。
元素可以是无序的，remove操作可以移除任意随机元素（所以不，插入顺序不重要）。摊销哈希冲突可能是可以的。我将进一步研究 GPU 哈希表。
@smocking 我明白了 - 谢谢！我说的是OP的无序案例。我想您可以通过增加和缩小存储桶数组来确保您的哈希表中始终有 O(N) 条目，然后转到下一个非空存储桶来完成这项工作（至少在摊销意义上）。

【解决方案1】：

如果不知道您希望如何组织数据（排序？先进先出？后进先出？）我是。或者确定我是否可以给你一个确切的答案。但是，您所描述的听起来像是无锁结构的定义。存在堆栈和队列的无锁实现，即使有很多线程同时修改结构，它们也支持 O(1) 插入和删除。它们通常基于原子测试和设置操作。

如果锁没问题，并且您只想要一个高度并发的排序数据结构，请考虑查看并发跳过列表，它提供 O(log n) 排序的插入和删除以及多个活动线程。

希望这会有所帮助！

【讨论】：

澄清一下：插入/删除顺序是无关紧要的（事实上，它更像是一个“集合”，而不是任何命令）。上面 cmets 中提到的哈希表呢？理想的算法应该有 O(n) 空间和 O(1) 插入和删除——即使 m 个线程正在读取和写入。