Concurrency 对对象组的并发访问

我正在尝试开发一个由线程池组成的应用程序，使用工作窃取算法来并发执行任务

这些任务

• 访问预定义的对象集
• 在实际运行之前，必须“原子地”获取其访问的所有对象的读/写权限
• 完成后（并保证最终完成），释放他们获取的对象

解决此问题的一种可能方法是让每个线程一次执行一个任务，然后尝试使用预定义的顺序锁定每个对象。如果至少有一个失败，请释放所有锁，然后继续执行另一个任务

然而，这种方法增加了具有大对象依赖性的任务的饥饿概率，甚至可能导致活锁

在最大化并发性的同时，是否还有其他方法可以获取一组锁？（没有全局锁）或者以不再需要的方式更改系统？ 如果是的话，有关于它的好文章吗

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ps:正如蒂顿所回答的，这是“哲学家进餐”问题的一般化版本。我正在寻找非集中式的解决方案，特别是在高负载（添加和删除任务）下运行良好的算法。

如果一个任务试图锁定对象，但在某个点失败，那么另一个任务可能无法锁定对象，因为第一个任务当时拥有它

我想我会在最初尝试获取锁时使用全局锁，也可能在最终释放它们时使用全局锁

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当一个简单的解决方案在实践中被证明是不够的时候，我会担心最大的并发性。

您的问题被称为。您可以在这个关键字下找到所需的任何数量的文献：-）。

对资源进行排序是一种有效的方法。我想到的另一个简单的方法是引入一个共享仲裁器，该仲裁器保存有关资源可用性的信息。任务将通过仲裁器在单个原子步骤“acquire（r1，r2，…，rn）”中锁定所需的所有资源，并使用“release（r1，r2，…，rn）”类似地释放它们

如果可以满足“获取”请求A，则仲裁员将确保在A将其释放之前，其他任务不能获取A所持有的任何资源

仲裁员可以使用几种策略来满足传入请求：

拒绝无法立即满足的请求-任务必须重新尝试。这为活锁和饥饿打开了大门

将所有传入的请求保持在队列中，并以FIFO方式为它们提供服务，因为头部请求所需的资源可用

将所有未满足的请求保留在一个列表中（不阻塞它们所需的资源），并在每次释放某些资源时对它们进行迭代（可能对较旧的请求具有优先级），以找到可以满足的请求

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这是一个有效的解决办法。但是，由于只有一个仲裁器，所有任务都必须在仲裁器的锁队列中等待，这会导致争用。此外，验证可能并发任务的线程是在单个线程中执行的，这将限制最大并发性。现在，考虑到您非常有效的评论，我可能会设计这样一个仲裁器系统，使仲裁器不会处理线程，而是处理任务。与阻塞线程相比，在等待资源时阻塞任务（工作）对吞吐量的影响可能要小得多。只对任务的资源进行分类，（续）仲裁员将逐步读取任务，分配它们所需的资源，并将那些获得所有资源的资源放入线程池进行处理。如果任务需要一些时间来执行，单线程仲裁器可能不会成为瓶颈。我想这一切都取决于任务大小。正如我对系统的设想，这些任务将非常小，可能在数千个CPU周期的顺序中。这就是为什么我要求一个分散的算法。也许我会同时实现这两种方法，看看哪一种效果更好。我现在想起来了！最准确地说，这是一个“广义进餐哲学家”问题，没有2个叉子/哲学家的限制。理论上，这些任务执行得非常快，线程大部分时间都在试图找出要运行的任务。使用全局锁会使问题变得更糟，因为决策过程将由单个线程执行，而不是分布式执行。