[過去ﾛｸﾞ] マルチスレッドプログラミング相談室 その8 (1001ﾚｽ)
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45(2): 2009/09/23(水)11:23 AAS
>>43
> 欲しいのは、待機が可能なwait-free queueの実装クラスです。
「待機が可能な」ってことは BlockingQueue が欲しいってことだね。
BlockingQueueの実装方法は2つ。
・待機しないQueueを用意し、要素が空だったらスピンしまくる。
・「キューが空でない」という条件変数を用いたモニタ同期を組み込む。
前者は明らかにCPUの無駄遣い。
後者はlock-freeでもwait-freeでもない。
てことで、>>40にも書いたようにJavaのBlockingQueueの実装クラスが
wait-freeでもlock-freeでもないのは、手抜きしているわけではなく
そのように実装するのが不可能だからだ。
> wait-free queueの意味が「wait操作そのものが不要なキュー」(>>35)ではなく、
> 「wait操作を実装していないキュー」の意味に思えてきました。
だからそれは "wait-free" って言葉の意味を誤解してるって。
"wait-free" の wait とは、モニタ同期のwait()操作とかとは別物。
もちろん、sleep()とかyield()でもない。
55(1): 35 2009/09/23(水)13:27 AAS
>>45
>てことで、>>40にも書いたようにJavaのBlockingQueueの実装クラスが
>wait-freeでもlock-freeでもないのは、手抜きしているわけではなく
>そのように実装するのが不可能だからだ。
明解な説明です。理解できました。
>だからそれは "wait-free" って言葉の意味を誤解してるって。
>"wait-free" の wait とは、モニタ同期のwait()操作とかとは別物。
そのモニタ同期のwaiti()操作をイメージしていました。間違っていたんですね。
でわ、wait-freeの意味は、単純に「待ちが発生しない」へ改めます。
となると、lock-freeの意味も「待ちが発生する」に変わります。
ただし、どちらも「lock操作は不要」という特徴は共通している、と。
これでスッキリしました。
実は>>13,14,23のカキコ主だったのですが、lock-freeでは生産者-消費者モデルを
実現できない(畑違いである)ことが分かったので、次はwait-freeをと考えていましたが、
それも同様に誤解であることが理解できました。lock-free/wait-freeはスレッド間同期を
実現するプリミティブではない。それを実現するには、(lock操作を伴う)mutexや
モニタ同期(signal/wait)などを導入する必要がある、と。
lock-free/wait-freeの使い方について、ここ数日で急速にイメージが掴めてきた感覚です。
たいへんありがとうございました。>>all(特に>>15,32,40,45)
後は、Javaだけでなく、C/C++でも利用できる一般的なlock-free/wait-freeの実装技法が
確立し、標準ライブラリとして仕様化されることを願っています。
69(1): 35 2009/09/23(水)23:21 AAS
>>59
CASとスピンとで内部の実装方法が異なるのは分かります。
# その意味では、>>57は以下のように訂正したほうがよいかもしれませんね。
#
# Ｘ：利用できるように見えるのですが、実際にはスピンによる実装なので、
# Ｏ：利用できるように見えるのですが、実際にはCASやスピンによる実装なので、
#
# Ｘ：もちろん、スピンが許されるケースや、
# Ｏ：もちろん、CASやスピンが許されるケースや、
ただ、>>3が指摘した生産者-消費者モデルで生産時間<<消費時間な場合を除き、
言い換えると生産時間>消費時間な場合、大半の状態でキューは空(から)のままです。
その場合、(キューを読み出す側の)消費者スレッドは、どのようにして待てば
よいのでしょうか？CPUを無駄にせず、いかにリトライをループさせるのでしょうか？
たとえば一般的なアプリケーションのキー入力「待ち」はCASやスピンで実装できますか？
実は、生産者-消費者モデルに関する同じような疑問は>>3だけでなく、前スレでも
たびたびカキコされていたのですが、レスがないか、あっても消費者スレッドを
待たせる方法に関する説明が無く、ずっと考え込んでいました。それが、>>45のレスで
クリアになったので、生産者-消費者モデル実現の前提となるスレッド間の「同期」に
ついては、lock-free/wait-freeは使えないと判断できました。
もちろん生産者-消費者モデルであっても、スレッド間の共有キューへの「排他(競合対策)」
については、lock-free/wait-freeを使用できます。一時的な待ちへの対応ですから。
スレッド間の「同期」と「排他」を意識的に区別して使い分けていることに注意してください。
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