锁定条带化

主要观点:并发是常见挑战,尤其在管理共享数据结构访问时,关键问题是锁竞争导致性能瓶颈,本文探讨减少锁竞争的锁分段技术。
关键信息:

  • 并发代码常见问题是如何以线程安全方式利用哈希表的常量查找时间,常见解决方案在粗粒度和细粒度同步间,难以预测哪种在特定环境下性能更好。
  • 锁分段是中间解决方案,通过将映射分段为 N 个条纹/子映射/桶,每个条纹有自己的锁,按特征将项分配到条纹,降低锁竞争且保持内存使用稳定。
  • 以 Prometheus 的stripeSeries结构为例,它存储系列内存,有两个系列副本可通过内部 ID 和标签哈希查找,锁包含避免 CPU 缓存缺失的微优化,初始化简单,通过哈希和标签查找及设置系列值的操作也给出示例。
    重要细节:
  • DefaultStripeSize为默认分配的条纹系列哈希表条目数,是 2 的幂。
  • stripeSeries结构中的serieshashes分别按内部 ID 和标签哈希存储系列,locks为每个条纹的锁。
  • newStripeSeries函数用于初始化条纹系列。
  • getOrSet方法用于比较并设置值,根据哈希选择条纹,查找或添加系列。
  • getByIDgetByHash方法分别通过 ID 和哈希查找系列,先获取所在条纹再读取子映射。
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