并发编程的 15 条建议(译)

心已赠人 2022-06-09 09:21 128阅读 0赞

转自 [http://blog.csdn.net/solstice/article/details/5915355][http_blog.csdn.net_solstice_article_details_5915355]

内核专家 Bryan Cantrill 和 Jeff Bonwick 在 2008 年 9 月的《ACM Queue》上发表了《[Real-world Concurrency][]》 一文，提出了 15 条并发编程的建议，这里简单摘录如下。

1. **Know your cold paths from your hot paths. **弄清楚代码里的热门执行路径和冷门执行路径。

对冷门路径，用粗粒度的锁即可。对热门路径——也就是那些必须高度并发才能实现所期望的高吞吐量的代码，应该更加小心，加锁的策略必须简单明了且细粒度。

2. **Intuition is frequently wrong—be data intensive.** 直觉常常是错的，要靠数据说话。

【陈硕】比如线程切换到底有多大开销，普通 mutex 加锁到底有多大代价，系统调用的开销如何，gettimeofday() 在 x86-64 Linux 是不是真的系统调用等等，都要靠数据说话。

3. **Know when—and when not—to break up a lock. **知道什么时候把一个锁拆成多个，并知道什么时候不必这样做。

除了把全局锁拆成多个锁，另外一种常用的避免线程争用 (contention) 的办法是减少加锁的范围。比方说从共享的数据结构里移除 (remove and delete) 元素，其实 delete 这一步可以放到锁外面。

4. **Be wary of readers/writer locks. **警惕读写锁。

初学者常犯的一个错误是，见到某个数据结构频繁读而很少写，那么就把 mutex 替换为 rwlock。这不见得是正确的。

【陈硕】这条深得我心，[muduo thread lib][] 目前就没有提供读写锁的封装。另外，这一条也能鉴别[另一篇关于线程争用的文章][Link 1]不靠谱。

5. **Consider per-CPU locking. **考虑用每个 CPU 用一个锁。

6. **Know when to broadcast—and when to signal. **知道什么时候用单个唤醒，什么时候用广播唤醒。

notifyAll() 通常表示状态变更，而 notify() 通常表示资源变得可用。滥用 notifyAll() 会导致[惊群现象][Link 2]。

【陈硕】 muduo thread lib 的 ThreadPool 区分使用 notify() 和 notifyAll()，可作参考。

7. **Learn to debug postmortem. **学会验尸。

【陈硕】 在程序中只使用 Scoped locking 来加锁的话，很容易从 call stack 查出死锁。参考《[多线程服务器的常用编程模型][Link 3]》第 6 节 [线程间同步][Link 4]。

8. **Design your systems to be composable. **设计系统(s)，使之能相互组合。

【陈硕】 比方说，把对对象的修改操作都挪到同一个线程，这样就不必加锁。参考 [muduo][] 的 EventLoop::runInLoop()。

9. **Don’t use a semaphore where a mutex would suffice. **如果 Mutex 就能解决问题的话，不要使用信号量 semaphore。

【陈硕】muduo thread lib 有意识地不提供信号量的封装。

10. **Consider memory retiring to implement per-chain hash-table locks. **考虑用内存“退休”法来实现哈希表的按桶加锁。

11. **Be aware of false sharing. **知道什么是伪共享。

跟多 CPU 的 Cache 有关，值得了解。

12. **Consider using nonblocking synchronization routines to monitor contention. **考虑使用非阻塞的加锁来观察线程争用。

13. **When reacquiring locks, consider using generation counts to detect state change. **在重新加锁时，考虑使用版本号来检测状态变更。

14. **Use wait- and lock-free structures only if you absolutely must. **只在别无它法时才使用无锁数据结构。

15. **Prepare for the thrill of victory—and the agony of defeat. **准备接受成功的喜悦和失败的痛苦。

更详细的解释请看原文。

Bryan Cantrill 是 dtrace 的主要作者，Jeff Bonwick 是 ZFS 和 Slab allocator 的发明者。

[http_blog.csdn.net_solstice_article_details_5915355]: http://blog.csdn.net/solstice/article/details/5915355
[Real-world Concurrency]: http://queue.acm.org/detail.cfm?id=1454462
[muduo thread lib]: http://blog.csdn.net/Solstice/archive/2010/08/21/5829421.aspx
[Link 1]: http://www.thinkingparallel.com/2007/07/31/10-ways-to-reduce-lock-contention-in-threaded-programs/
[Link 2]: http://blog.csdn.net/Solstice/archive/2010/08/21/5829421.aspx#FeedBack
[Link 3]: http://blog.csdn.net/Solstice/archive/2010/02/12/5307710.aspx
[Link 4]: http://blog.csdn.net/Solstice/archive/2010/02/12/5307710.aspx#_Toc6676
[muduo]: http://blog.csdn.net/Solstice/archive/2010/08/29/5848547.aspx