So implementieren Sie das Löschen von Schreibbarrieren in Golang

Bei der gleichzeitigen Programmierung sind Schreibbarrieren eine weit verbreitete Technik, um die Korrektheit mehrerer Threads sicherzustellen, die gleichzeitig in eine gemeinsame Datenstruktur schreiben. Schreibbarrieren erfordern jedoch eine Synchronisierung aller Speicherzugriffe und können zu Leistungseinbußen und Race Conditions führen. Um diese Probleme zu lösen, bietet die Go-Sprache eine Optimierungstechnik namens Schreibbarrierenentfernung.

Das Entfernen von Schreibbarrieren unterscheidet sich von der herkömmlichen Schreibbarrieren-Technologie darin, dass keine erzwungene Synchronisierung aller Speichervorgänge erforderlich ist. Stattdessen nutzt es das Konzept eines schwachen Konsistenzspeichermodells, das eine teilweise Synchronisierung zwischen Threads ermöglicht und dadurch die Parallelitätsleistung verbessert.

Wie implementiert man eine Lösch-/Schreibsperre?

In der Go-Sprache wird das Löschen von Schreibbarrieren durch die Einführung eines neuen Typs namens „Release Memory Order“ erreicht. Die Freigabespeicherreihenfolge wird verwendet, wenn ein Thread gemeinsam genutzte Daten über die Funktion „StoreRelease“ im Paket „sync/atomic“ schreibt.

Die Definition der Speicherfreigabereihenfolge lautet: Jeder von Thread A geschriebene Wert X kann von anderen Threads erst gesehen werden, nachdem Thread A alle anderen Speicherzugriffe abgeschlossen hat. Dies bietet gewisse Synchronisationsgarantien, erfordert jedoch nicht, dass alle Speichervorgänge synchronisiert werden.

Darüber hinaus hat das Entfernen der Schreibbarriere eine weitere hervorragende Funktion: Wenn der Thread den Wert aus den gemeinsam genutzten Daten über die Funktion „LoadAcquire“ liest, müssen die Daten nicht synchronisiert werden. Dies liegt daran, dass die LoadAcquire-Funktion automatisch sicherstellt, dass alle vorherigen Schreibvorgänge abgeschlossen wurden.

Dadurch eignet sich das Löschen der Schreibbarriere sehr gut für den Einsatz in Situationen mit hoher Parallelität, insbesondere wenn es viel mehr Lesevorgänge als Schreibvorgänge gibt, da Schreibvorgänge eine Speichersynchronisierung erfordern, während Lesevorgänge nur Speicherbarrieren verwenden müssen.

Darüber hinaus sorgt das Entfernen von Schreibbarrieren im Vergleich zur herkömmlichen Schreibbarrierentechnologie auch für eine bessere Fairness. Herkömmliche Schreibbarrieretechniken können dazu führen, dass einige Threads unter Leistungseinbußen leiden, da sie darauf warten müssen, dass andere Threads die Speichersynchronisierung abschließen. Das Entfernen der Schreibbarriere verbessert dieses Problem durch ein schwach konsistentes Speichermodell und verbessert die Thread-Fairness.

Zusammenfassung

Bei der Programmierung mit hoher Parallelität ist die Schreibbarrierentechnologie sehr wichtig. Es stellt die Korrektheit sicher, wenn mehrere Threads gleichzeitig gemeinsam genutzte Daten schreiben. Die herkömmliche Schreibbarrierentechnologie kann jedoch einen gewissen Einfluss auf die Parallelitätsleistung haben und zu Rennbedingungen führen. Die Lösch-Schreibbarrierentechnologie in der Go-Sprache kann diese Probleme gut lösen. Es verbessert die Parallelitätsleistung durch das Konzept eines schwach konsistenten Speichermodells und stellt gleichzeitig die Richtigkeit der gemeinsam genutzten Daten sicher.

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