Multithreading 如何有效地表示或建模锁定序列？

我目前正在解决的问题需要使用两个或多个锁（本例中为文件锁）来避免并发问题

但是，我在表示将用于解决方案的（锁定）模型时遇到问题

也就是说，我想通过某种类型的图表来解释我正在编码的问题和解决方案，该图表允许我显示锁定顺序、并发影响（例如，如果我们在这个锁之前释放这个锁，我们将遇到这个问题等）和其他此类有用信息

表示锁模型的好方法是什么

一方面，我一直在尝试使用流程图来实现这一点，因此我可以显示导致我必须获得锁或不获得锁的代码流（例如，我使用独占非阻塞锁来确定某个进程是否已经在监视某个文件，如果没有，我启动监视器），另一方面，我一直认为序列图可以，但我对结果不满意

有没有其他可视化工具可以让我描述这个问题

对于分布式系统等非常复杂的问题，工程师如何解决这个问题

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是否有一个图表可以说明这一点，或者更像是用来描述这一点的一组图表？

对于真正复杂的无锁算法验证，没有这样的可视化可以帮助证明其正确性。相反，有一些工具可用于多线程软件应用程序的正式验证

例如，请查看设计用于验证每个并发执行线程组合的。自旋模型的一个例子如下：

// a small example spin model
// Peterson's solution to the mutual exclusion problem (1981)

bool turn, flag[2];     // the shared variables, booleans
byte ncrit;             // nr of procs in critical section

active [2] proctype user()  // two processes
{
    assert(_pid == 0 || _pid == 1);
again:
    flag[_pid] = 1;
    turn = _pid;
    (flag[1 - _pid] == 0 || turn == 1 - _pid);

    ncrit++;
    assert(ncrit == 1); // critical section
    ncrit--;

    flag[_pid] = 0;
    goto again
}
// analysis: 
// $ spin -a peterson.pml
// $ cc -o pan pan.c
// $ ./pan

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这里，您将描述线程如何通信和定义预期程序状态的条件。如果任何一种可能的执行组合导致断言失败，那么它将与导致断言失败的控制流一起报告

我应该从多个UML序列图（每个争用案例一个）开始，巧妙地使用标记（颜色、注释、片段、OCL）

实时系统过去设计时有很多时序图。但我不习惯

大多数时候，我有一个很好的代码思维导图，我会问自己每一条指令，如果此时有线程在运行会发生什么，什么是禁止状态。它非常类似于（可以通过“标记”在序列图上显示的契约）

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每次我使用并发代码时，如果设计得好，您只需关注关键片段（仅限于几行代码）。

描述此锁定微体系结构可能需要两到三个机制视图。其中一个可能是状态图（下面是一个示例，优雅地演示了Java6线程状态和生命周期）

序列图可能会说明监视器的轮询行为——假设监视器正在序列化资源访问并为读取请求授予多个读锁，但为写入请求授予单次访问权。在这种情况下，您可能会说明，如果存在未完成的读取请求，则写入请求将被阻止，直到所有读取都被锁定omplete——同时仍然显示写请求是按优先级顺序排队的，这样就不会无限期地等待。（对不起，我对您的算法做了很多假设，但许多悲观的算法都是以这种方式运行的）

最后，UML泳道图可以很好地显示各种代理的并发活动——读写请求、监视器等等

我找到的关于软件架构的最好的书之一是。你会发现它非常值得你花时间（IMHO）

干杯！好问题！

历史上用于并发（和并发分布式系统）建模。作为一个正式的数学概念，它们允许您对操作序列、状态可达性进行推理（例如，可以方便地证明锁和/或资源状态的不可接受配置从未发生），活跃性、有界性、死锁性等有用信息，并具有良好、清晰的视觉表现。 但使用Petri网时，人们必须处理诸如位置和过渡之类的低级概念，因此无法进行抽象建模。因此，即使是中等规模的问题，它们的可视化描述通常也会变得非常庞大。彩色、优先级、定时和其他增强Petri网有时会起到解救作用，但对于更复杂的抽象系统ms更适合

下面是一些关于使用Petri网进行锁定序列分析的示例（有关更多详细信息，请参阅出版物）：

基于Petri网的两相锁定策略建模

晶圆流型共享策略的Petri网模型 （这个包含一个 详细的死锁分析）

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如果你问谷歌，它是（但话说回来，在谷歌眼中，什么不是收藏？）.我认为这是一个很好的开始，而序列图正是我一直在使用的。但最后，序列在我的脑海中，我经历了所有可能的状态/组合。这正是我希望能够向我脑海之外的人展示的：）时序图似乎是我可以研究的东西。有趣的是，你也可以尝试制作动画。例如：这是一个有趣的项目，使用这个工具肯定会很好，但是对于我的特定用例，我实际上需要向其他人展示信息，不仅是为了验证正确性，而且是为了解释n发生了什么以及为什么我会遇到这样的问题。谢谢你的提示！我会看看那本书，它看起来很有趣。这就是我一直在寻找的。最后，要表达如此复杂的互动似乎真的不是那么容易，但这是我能想到的最接近我所寻找的东西