Multithreading 非阻塞多线程同步的无锁、无等待和无等待算法

在多线程编程中，我们可以找到两个或多个线程/任务之间数据传输同步的不同术语

确切地说，我们可以说某些算法是：

1)Lock-Free
2)Wait-Free
3)Wait-Freedom

我理解什么是无锁，但当我们可以说某些同步算法是无等待还是无等待时？ 我为多线程同步编写了一些代码（环形缓冲区），它使用无锁方法，但：

算法预测此例程的最大执行时间

在开始时调用此例程的线程设置唯一引用（在此例程内部）

调用同一例程的其他线程检查此引用，如果设置了此引用，则计算第一个相关线程的CPU周期计数（测量时间）。如果那个时间长了，就中断当前涉及线程的工作，并覆盖他的工作

由于任务调度程序中断而未完成作业的线程（在结束时被重置）检查引用（如果不属于他），再次重复该作业

因此，该算法不是真正的无锁算法，但是没有内存锁在使用中，其他相关线程可以等待（或不等待）一定的时间，然后再跳过休眠线程的作业

添加了RingBuffer.InsertLeft函数：

function TgjRingBuffer.InsertLeft(const link: pointer): integer;
var
  AtStartReference: cardinal;
  CPUTimeStamp    : int64;
  CurrentLeft     : pointer;
  CurrentReference: cardinal;
  NewLeft         : PReferencedPtr;
  Reference       : cardinal;
label
  TryAgain;
begin
  Reference := GetThreadId + 1;                 //Reference.bit0 := 1
  with rbRingBuffer^ do begin
TryAgain:
    //Set Left.Reference with respect to all other cores :)
    CPUTimeStamp := GetCPUTimeStamp + LoopTicks;
    AtStartReference := Left.Reference OR 1;    //Reference.bit0 := 1
    repeat
      CurrentReference := Left.Reference;
    until (CurrentReference AND 1 = 0)or (GetCPUTimeStamp - CPUTimeStamp > 0);
    //No threads present in ring buffer or current thread timeout
    if ((CurrentReference AND 1 <> 0) and (AtStartReference <> CurrentReference)) or
      not CAS32(CurrentReference, Reference, Left.Reference) then
      goto TryAgain;
    //Calculate RingBuffer NewLeft address
    CurrentLeft := Left.Link;
    NewLeft := pointer(cardinal(CurrentLeft) - SizeOf(TReferencedPtr));
    if cardinal(NewLeft) < cardinal(@Buffer) then
      NewLeft := EndBuffer;
    //Calcolate distance
    result := integer(Right.Link) - Integer(NewLeft);
    //Check buffer full
    if result = 0 then                  //Clear Reference if task still own reference
      if CAS32(Reference, 0, Left.Reference) then
        Exit else
        goto TryAgain;
    //Set NewLeft.Reference
    NewLeft^.Reference := Reference;
    SFence;
    //Try to set link and try to exchange NewLeft and clear Reference if task own reference
    if (Reference <> Left.Reference) or
      not CAS64(NewLeft^.Link, Reference, link, Reference, NewLeft^) or
      not CAS64(CurrentLeft, Reference, NewLeft, 0, Left) then
      goto TryAgain;
    //Calcolate result
    if result < 0 then
      result := Length - integer(cardinal(not Result) div SizeOf(TReferencedPtr)) else
      result := cardinal(result) div SizeOf(TReferencedPtr);
  end; //with
end; { TgjRingBuffer.InsertLeft }

函数TgjRingBuffer.InsertLeft（const-link:pointer）：整数；
变量
AtStartReference:红衣主教；
CPUTimeStamp:int64；
CurrentLeft：指针；
当前参考：红衣主教；
新左派：首选DPTR；
参考：红衣主教；
标签
特里亚根；
开始
引用：=GetThreadId+1//Reference.bit0:=1
使用rbRingBuffer ^do开始
TryAgain：
//向左设置。相对于所有其他核心的参考：）
CPUTimeStamp:=GetCPUTimeStamp+LoopTicks；
AtStartReference:=左参考或1//Reference.bit0:=1
重复
CurrentReference:=左。参考；
直到（CurrentReference和1=0）或（GetCPUTimeStamp-CPUTimeStamp>0）；
//环缓冲区中不存在线程或当前线程超时
如果（（CurrentReference和1 0）和（AtStartReference CurrentReference））或
不是CAS32（CurrentReference，Reference，Left.Reference）那么
goto TryAgain；
//计算RingBuffer NewLeft地址
CurrentLeft:=左.链接；
NewLeft:=指针（基数（CurrentLeft）-SizeOf（TReferencedPtr））；
如果基数（NewLeft）

您可以在这里找到环缓冲区单元：，CAS函数：，以及测试程序：

（我回答这个问题的前提是假设它是一个家庭作业问题，如果不是，请提供您遇到的问题的更多细节）

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你应该开始阅读维基百科上的文章。这提供了一些很好的背景信息和你提到的术语的一些定义。

我将对此进行研究，尽管我没有经过正式培训，也不在乎这是否是家庭作业，因为op要求的是确定“什么算法”，对我来说（海报框定了工作）是“无等待状态”涉及执行元组的编程——这正是系统编程必须解决的问题

1） 算法预测最大值 此例程的执行时间 必须确定数据集大小以及应用于数据集的数据结构的“O”。这可能涉及到“退化案例”（人们没有计划的事情），在不可预料的时刻造成破坏。因此，在没有更多细节的情况下，我们选择了一种良好的“一般案例”方法，这种方法已知故障模式，并且能够在没有“周末破坏”的情况下恢复。Robert Sedgewick拥有我能够获得任何进展的最先进的作品——这部作品非常清晰地描述了您提出的问题

2） 调用此例程的线程 开始设置唯一引用，什么 我的意思是这是例行程序的一部分

这里有一些语言障碍，但我猜您要问的是，代码执行路径（指令序列）以对其数据集的“唯一”引用开始-因此，唯一引用正好意味着这一点-所以我们只是在标准词典中重新阅读它的定义。（无意陈词滥调，这正是我在这里看到的）

3） 正在调用的其他线程 同样的例行检查 参考和if设置为小于计数 的CPU滴答计数（测量时间） 第一个涉及的线程。如果那时候 就是长时间中断电流 相关线程的工作和 他失去了工作

参考计数。好好学习-只需继续阅读和编码。解决它。中断过期的线程完成充满了看不见的故障模式。老实说，真正的调度（线程或进程）只能在设计用于容纳该任务的硬件中正确完成。您的“组装优化”帖子可以在一定程度上实现这一点。我建议研究“AVL”零页算法。在某一点上，处理器和