Memoria transazionale software non giocattolo per C o Java

Question

Sto pensando alla possibilità di insegnare l'uso della memoria transazionale del software attraverso 1 o 2 laboratori guidati per un corso universitario. So solo dell'SM di Haskell, ma probabilmente gli studenti del corso non ne hanno mai sentito parlare.

Ho già trovato alcuni elenchi di tali librerie online o in altre domande (ad esempio, http://en.wikipedia.org/wiki/Software_transactional_memory#C.2FC.2B.2B). Li sto verificando mentre leggi questo, ma molti di loro non sembrano avere una documentazione molto bella (la maggior parte sono prototipi di ricerca solo vagamente descritti nei documenti, e preferirei insegnare qualcosa di più usato e ben documentato). Inoltre, molti dei link forniti da wikipedia pendono.

Per riassumere, ci sono implementazioni STM finalizzati a progetti industriali (o almeno quelli non-giocattolo, al fine di garantire un certo livello di qualità) e ben documentato (per dare alcune buone indicazioni per gli studenti)?

EDIT: Io non sono l'insegnante del corso, lo aiuto solo con i laboratori. Naturalmente agli studenti verranno insegnate le basi della concorrenza e degli algoritmi distribuiti prima. Questa era solo un'idea per proporre qualcosa di diverso verso la fine del corso.

Answer 1

Le librerie STM di qualità di produzione non sono intese come strumento didattico , nemmeno come "best practice". Ciò che vale la pena di imparare per qualsiasi corso universitario/universitario è forse 1% del codice; il restante 99% è casi angolari intrinsecamente dipendenti dalla piattaforma. L'1% che è interessante non è evidenziato in alcun modo, quindi non hai modo di trovarlo.

Quello che consiglio per un corso universitario/universitario (non importa se introduttivo o avanzato) è quello di implementare blocchi STM da soli (e solo per 1 piattaforma).

Inizia introducendo i problemi di concorrenza: cache ...

Poi introdurre gli aiutanti atomiche che abbiamo: cas/cmpxchg recinzione.

Quindi crea esempi insieme ai tuoi studenti, in primo luogo facile, poi più difficile e più complesso.

Answer 2

Inizia introducendo i problemi di concorrenza: cache ...

leader sul da eznme, alcune buone problemi che ho ricoperto, mentre presso l'Università per concurrency.

• Dining philosophers problem

  In informatica, il problema dei filosofi a cena è un problema di esempio spesso usato nella progettazione di algoritmi concorrente per illustrare problemi di sincronizzazione e le tecniche per risolverli.

  

Utilizzando la stessa applicazione da here, da Je Magee e Je Kramer, e risolvere il problema utilizzando i monitor.

La maggior parte delle applicazioni di memoria condivisa sono più efficienti con Integers di Stringhe (a causa della classe AtomicInteger per Java). Quindi il modo migliore per dimostrare shared memory a mio avviso è di indurre gli studenti a scrivere un'applicazione che utilizza uno threadpool per calcolare i numeri primi, o per calcolare alcuni integral.

Oppure un buon esempio di thread e memoria condivisa è lo Producer-consumer problem.

Il problema produttore-consumatore (noto anche come problema del buffer limitato) è un classico esempio di un problema di sincronizzazione multi-processo.

producer http://cse.csusb.edu/tong/courses/cs460/images/producer-consumer.gif

Attuazione trovato here, v'è anche un'implementazione da Massey dal professore in Software Eng Jenz Dietrich.

Per gli algoritmi distribuiti MapReduce e Hadoop sono strutture di dati distribuite altamente documentate. E per le librerie di programmazione distribuite consultare MPI (Message Passing Interface) e OpenMP (o Pragma per C++). Esistono anche implementazioni di Dijkstra shortest path algorithm in parallel.

Answer 3

Ci sono tre buoni modi per fare STM oggi.

Il primo modo è utilizzare gcc e fare TM in C o C++. A partire da gcc 4.7, la memoria transazionale è supportata tramite il flag -fgnu-tm. I manutentori di gcc hanno lavorato molto e, a partire dal ramo 4.9 (trunk), è possibile utilizzare anche l'hardware TM (ad es. Intel Haswell TSX). Esiste una bozza di specifica per l'interfaccia della TM allo http://justingottschlich.com/tm-specification-for-c-v-1-1/, che non è troppo doloroso. È inoltre possibile trovare i casi di utilizzo di gcc's TM dalla comunità TM (vedere, ad esempio, i documenti di tracciamento dell'applicazione di Transact 2014: http://transact2014.cse.lehigh.edu).

L'implementazione di per sé è un po 'complessa, ma è quello che serve per essere corretto. C'è molta letteratura sulle cose che possono andare storte, specialmente in un linguaggio non sicuro come C o C++. GCC ottiene tutte queste cose bene. Veramente.

Il secondo modo è utilizzare Java. Puoi usare DeuceSTM, che è molto facile da estendere (la sicurezza del tipo rende l'implementazione della TM molto più semplice!), O usa la libreria Akka di Scala per STM. Preferisco Deuce, perché è più facile da estendere e più facile da usare (basta annotare un metodo come @Atomic, e gli agenti java di Deuce fanno il resto).

Il terzo modo è utilizzare Scala. Non ho fatto molto in questo spazio, ma i ricercatori sembrano amare Akka. Se sei affiliato con una classe parallela/distribuita, potresti addirittura utilizzare già Scala.