Spin Locks 추가 자료

아꿈사 (http://cafe.naver.com/architect1.cafe)Codevania (http://codevania.textcube.com)

Index

• Queue Lock V.S. Backoff Lock• Composite Lock– Fast-Path Composite Lock

• Hierarchical Locks– Hierarchical Backoff Lock– Hierarchical CLH Queue Lock

• One Lock To Rule Them All

Queue Lock V.S. Backoff Lock

- 확장 불가능

- 느린 잠금 해제 : 시간 초과 매개 변수들 조절 난해

- 포기된 노드들을 재활용할 때 복잡한 프로토콜 필요

단점

- 시간 초과 프로토콜 구현이 쉬움

- 공평성 : 먼저 시도하면 먼저 잠금을 얻음

- 빠른 잠금 해제

- 낮은 경쟁장점

Backoff LockQueue Lock

Composite Lock

• Qlock 과 BL 의 잠점들의 균형을 맞추자–임계영역에 돌입하기 위해 대기하는 스레드

• 이 스레드의 수를 적게 유지

–나머지 스레드들

• 이 작은 큐에 들어가기 위해 지수적 양보 방법을 사용

–양보하는 중의 스레드가 포기하고 빠져나가는 방법은 명백함

• 단점–먼저 온 스레드가 먼저 잠금을 획득하는 것을 보장

못함

Composite Lock

• 장점–스레드가 양보하는 경우

• 각각은 서로 다른 위치에 접근하므로 경쟁을 감소 시킴

–잠금을 넘겨주는 과정

• CLH 나 TO 만큼 빠름

–잠금 요청을 포기하는 것

• 양보하는 스레드의 경우 명백함

• 큐노드를 획득한 스레드에 대해서도 상대적으로 직관적

• 단점–먼저 온 스레드가 먼저 잠금을 획득하는 것을 보장

못함

Composite Lock

• Fast-Path Composite Lock–병행적이지 않은 상황에서의 성능을 고려

–개요

• 잠금을 획득한 경우를 구분– 지름길을 시도해보고

– 실패한 경우 , 이전처럼 큐에 자신을 넣음

Hierarchical Locks

• 클러스터–현대의 캐시가 일관된 구조에서는

–프로세스를 클러스터로 나누어 구성

–클러스터 내의 통신 is faster then 클러스터 간의 통신

• 계층적 잠금–컴퓨터 구조의 메모리 계층구조와

–접근 비용을 고려하여

–지역성의 관점에서 이런차이점을 고려한 잠금 설계

Hierarchical Locks

• Hierarchical Backoff Lock–장점

• 짧은 양보 시간을 가진다면

• 잠금이 해제되었을 때 ,• 같은 클러스터의 스레드가 원격 스레드에 비해

– 잠금을 획득하게 될 확률이 높게되고 ,– 잠금 소유권을 넘기는 과정에 드는 총 시간을 감소 가능

–단점

• 동기화 문제 발생 : 지역성을 과도하게 활용하기 때문

• 기아 : 같은 클러스터끼리만 잠금을 주고받으면 ?• 잠금 획득 / 해제 과정은 잠금 필드의 원격 캐시 복사본을

무효화 (NUMA 구조에서 높은 비용 )

Hierarchical Locks

• Hierarchical CLH Queue Lock–높은 통신 비용을 피하기 위해

같은 클러스터 안에서 잠금을 넘기는 것은 선호함

–하지만 , 어느 정도의 공평성을 보장하여원격 잠금 요청이 지나치게 대기하지 않도록

–같은 클러스터에서의 요청들을 같이 스케쥴링하여이런 요구들의 균형을 맞추자• 지역큐 , 전역큐

• 스레드는 클러스터 마스터의 역할- 지역큐에 쌓인 노드들을 전역 큐에 넣는 것

–암시적인 참조 구조는 캐시 미스를 최소화• 각 스레드는 앞 노드의 상태의

지역적 캐시 복사본에 대해 스핀

One Lock To Rule Them All

• 모든 종류의 응용프로그램에 적합한 알고리즘–존재하지 않음 !!

• 최선의 선택–응용프로그램의 특징과

–컴퓨터의 구조에 따라 선택 & 테스트 & 사용