DPDK中的无锁共享数据结构
目录
- 背景
- 解决方法
- 共享内存
- 无锁操作
- 新/老共享数据结构
- rte_ring
- refcnt
- 延迟释放
- 方法1:读的线程来释放
- 方法2:释放线程等到读线程轮询一轮
- 参考
背景
dpvs多线程,如何做到节约内存、高性能之间的均衡。
解决方法
共享内存
多线程共享内存,意味着节约内存。
无锁操作
无锁操作,意味着高性能。
如果是配置 per-core,也可以做到高性能,不需要加锁,但是会浪费内存。
多线程共享内存,如何做到无锁呢?
新/老共享数据结构
从来都不是对原有共享数据结构进行更新;
每次更新,都是控制线程新建立一个共享数据结构,在转发线程引用新的数据结构之前,转发线程中继续使用原有老的共享数据结构。
rte_ring
通过 rte_ring 的方式,将控制线程中创建的数据结构的指针,传递给转发线程。
refcnt
原子变量的refcnt。
每次被转发线程引用数据结构,则refcnt++;
每次被转发线程解除引用老的数据结构时:先引用新的结构,然后解除对老的结构的引用【refcnt–】;
refcnt为0时,考虑将共享数据结构释放
【此时应该可以立刻释放,也可以延迟释放】
延迟释放
如果是延迟释放,主要是考虑的释放的时候,是否有其他线程在读取。
方法1:读的线程来释放
思想:
释放旧数据的时候可能有线程在读,某线程读完了旧数据之后,再在这个线程中释放旧的数据,做到了读和释放都是一个线程。【该线程读完旧的数据之后,往后的轮询获取的都是新的数据,不会再读取就的数据了,然后就可以释放旧的数据了】
具体:
可以在每个转发线程中,构建一个释放节点的链表,链表中每个节点包含要释放的数据,释放函数等,转发线程CAS的方式更新链表。
在控制线程中,CAS的方式摘取每个转发线程的释放链表,统一进行释放。
方法2:释放线程等到读线程轮询一轮
释放旧的数据的线程,在释放旧的数据的时候,不确定是否有其他的线程正在读取这个数据。可以在释放之前,等待其他线程轮询一轮之后,后续其他线程再次读取的就是新的数据,释放线程就可以释放旧的数据了。
参考
rust中的 无锁数据结构内存管理:
https://rustmagazine.github.io/rust_magazine_2021/chapter_6/rust-lockfree.html#%E6%97%A0%E9%94%81%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%93%E6%9E%84%E5%86%85%E5%AD%98%E7%AE%A1%E7%90%86
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