Примитивы синхронизации

[Aoizora]

Какие есть средства синхронизации в C++ кроме std::mutex? Где в STL критические секции и семафоры?

Еще в C++ есть способ синхронизировать потоки без примитивов синхронизации. Что это за способ?

[Croessmah]

recursive_mutex, shared_mutex (c++17), atomic, memory order.

Сообщение от Aoizora

Что это за способ?

free lock?
Тогда Вам глубоко в архитектуру процессоров сначала.

[Aoizora]

А фрилок это что? Что-то типа спинлока или немного выше?

[waleri]

Сообщение от Aoizora

Где в STL критические секции и семафоры

Их нет.
STL должен работать на всех платформах а критические секции - сугубо виндовые.
Отсуствия семафоров я лично даже не заметил
За столько лет практики ни разу не требовались, но если очень нужно, можно собрать свой семафор на основе mutex и condition_variable.

[_Bers]

Сообщение от Aoizora

Какие есть средства синхронизации в C++ кроме std::mutex? Где в STL критические секции и семафоры?

есть ещё рекурсивные мутексы, кондишен-вариэйбл.
которые позволяют по всякому кастомизировать
стратегию синхронизации.

кроме того доступна механика для работы с моделью памяти.
можно легко слепить кастомный спинлок,
или критическую секцию.

Сообщение от Aoizora

Еще в C++ есть способ синхронизировать потоки без примитивов синхронизации. Что это за способ?

да. есть.
с++ предоставляет возможность работать с моделью памяти.
но это очень сложная и объёмная тема.
https://habrahabr.ru/post/195770/

[Pavia]

Мои скромные мысли по этим делам.

Сообщение от _Bers

есть ещё рекурсивные мутексы, кондишен-вариэйбл.

Примитивами их трудно назвать, скорее это производные.

Сообщение от waleri

а критические секции - сугубо виндовые

Несогласен. критические секции это такой же примитив синхронизации. И он есть не только в виндоусе.
Есть примитивы синхронизации по коду, есть по данным. Одни можно реализовать через другие. Так что получается что-то вроде синтаксического сахара.
В учебнике обычно рассматривают spin-lock, затем мьютекс. А на критическую секцию попросту забивают.

Сообщение от _Bers

работать с моделью памяти.

Это тоже блокировка. Что приводит к тем же барьерами синхронизации. Просто в отличии от обычного кода этот барьер реализован либо аппаратно либо в ядре ОС.

А теперь по поводу фрилоков. Брехня. Не то что-бы 100%.
Любая синхронизация основана на задержках. "Синхро" от слово время. Даже атомарные операции проседают по времени в разы если обращаются к общей памяти.
А теперь про то, как сделать без запоров.
- Способ первый конвейерная обработка.
Это не структура. Это способ организации вычислений. А во вторых процессор работает не детерминировано и ОС тоже. Поэтому фазы потоков будут непременно сбиваться. Что потребует синхронизации.
- Способ второй найдя на барьер. Начинаем выполнять другую задачу. Но блокировка никуда не делась! Просто процессор занять полезным делом.
По сути тежи яйца только вид сбоку. Всё ещё возможны дедлоки.
-Способ третий организационный. Организовать процесс как в армии командир распределяет задачи. Он же проверяет их исполнение. Без разрешения командира подчинённые не писать не читать не могут. Смерельные блокировки исключены в принципе. Но командир опрашивает подчинённых с некоторой периодичностью, отсюда к стати и задержки с синхронизацией. Просто маскируются на более высоком уровне. От чего и и не видно.

Так всё же есть структуры без блокировок? Да есть.
1) Версионная структура данных.
Каждый поток работает со своей версией структуры. Физически структура одна, но для потоков они выглядят как разные. Версии структуры связана временем доступа.

Частичная избыточность данных, дополнительные расходы для хранения версии. Синхронизации и там есть, только она занимает минимум времени и спокойно реализуется на атомарных операциях без спинлоков.

[Pavia]

Хотя если за счёт дублирования данных реализовать поддержку версионности на аппаратно. И отслеживать время жизни данных через регионы, то можно разработать новые структуры данных.

[_Bers]

Сообщение от Pavia

Это тоже блокировка. Что приводит к тем же барьерами синхронизации. Просто в отличии от обычного кода этот барьер реализован либо аппаратно либо в ядре ОС.

нет там никакой блокировки.
лок фри оперирует атомарными операциями,
вокруг которых выстраиваются различные CAS
https://habrahabr.ru/post/195948/

барьеры памяти вообще не имеют никакого отношения к примитивам синхронизации.
и нужны для упорядочивания и оптимизации обращений к памяти
разными ядрышками CPU
https://habrahabr.ru/post/196548/

[Pavia]

Сообщение от _Bers

нет там никакой блокировки.
лок фри оперирует атомарными операциями,
вокруг которых выстраиваются различные CAS
https://habrahabr.ru/post/195948/

барьеры памяти вообще не имеют никакого отношения к примитивам синхронизации.
и нужны для упорядочивания и оптимизации обращений к памяти
разными ядрышками CPU
https://habrahabr.ru/post/196548/

Открываем статью.

int FAA( int * pAddr, int nIncr )
{
     int ncur ;
     do {
          ncur = *pAddr ;
     } while ( !CAS( pAddr, ncur, ncur + nIncr ) ;  
     return ncur ;
}

То что жирным называется Spin-lock. Дальше статью я так понимаю читать нет смысла. Они вас обманывают.

[Croessmah]

Pavia, цикл выше не блокирует поток,
поток не встал, и по прежнему работает.
Ожидание в цикле != блокировка.
Другое дело, что у нас есть деление
на obstruction-free, lock-free и wait-free.