并发通用数据结构，没有死锁或资源不足

Question

我最近询问了一些关于TVar的问题，我仍然对活锁感到担忧。

所以我想到了这个结构：

1. 每个事务都获得唯一的优先级（可能按创建顺序分配）。
2. 事务尝试对其访问的数据进行读/写锁定。当然，同时读取是可以的，但是一个写入锁定排除了所有其他（读取和写入）。
3. 假设事务A具有比事务B更高的优先级。如果A持有锁，则B等待，但如果B持有锁并且A想要它，则从锁启动B，A获取它，并且事务B重新启动（如与TVar）。然而，B保持其当前重试的优先级。
4. 当一个锁被释放并且有等待的事务时，它将进入优先级最高的事务，其余的继续等待。

我认为这个系统可以防止死锁，但也可以防止饥饿（与TVar不同）。我想知道是否有人实施了这样一个系统，因为它看起来相当明显，我不想重新发明轮子。

当然，可以很容易地扩展这种方法，以允许用户指定优先级。

优先级可以是(user_supplied_prio, auto_increment)对，user_supplied_prio优先，但优先级相同的任务以FIFO顺序解析。

注释/解决方案：

实际上，当我考虑它时，我所描述的内容已经存在于Haskell中，只需使用一个IORef包裹所有数据，并且仅使用atomicModifyIORef。 atomicModifyIORef将确保按顺序应用事务。但是，有人可能认为这意味着数据结构是顺序的（即有效地限于一个线程），但由于懒惰，它实际上是并行的。

要解释这一点，请考虑一个昂贵的函数f。我们将使用键“foo”将其应用于Data.Map数据。

这会将(foo -> x)替换为(foo -> future(f x))。这个帖子应该继续计算(f x)实际上是什么，但在此期间我们可以将g应用于“bar”。由于将g应用于“bar”不需要“foo”的结果，我们可以同时解决这个问题。

没有死锁，没有饥饿，最终将处理所有交易（大致按照收到的顺序）。

Answer 1

您可以设置工作线程以确定的方式处理所有请求，因此没有人会饿死。这种策略可以合理有效并且不受活锁的影响。

-- yes, this is a horrible name
createManagerFactory :: a -> IO ((IO a), IO (((a -> a) -> IO a)))

IO a是一种使用只读STM操作安全快速地查询值的操作。 （a - ＆gt; a）是修改值的纯函数，因此（（a - ＆gt; a） - ＆gt; IO a）是一个采用修饰函数，安全修改值并返回新值的动作

运行一次以初始化工厂。

(query, modifierFactory) <- createManagerVactory initValue

然后为每个线程运行此命令以生成新的修饰符。

myModify <- modifierFactory

createManagerFactory将执行以下操作：

• 创建一个包含initValue的TVar（称之为valueTVar）。
• 创建一个包含TVar空集合的TVar（a a（a - ＆GT; a））（称之为modifyTVarCollection）
• 返回（原子$ readTVar valueTVar）作为'查询'结果
• 返回知道modifyTVarCollection
的modifierFactory

modifierFactory会这样做：

• 创建一个新的TVar（a a（a - ＆gt; a））（称之为modifyTVar），使用valueTVar的当前值将其初始化为（Left a），并将其添加到modifyTVarCollection
• 返回一个修改器动作，在一个STM动作中加载（右（a - ＆gt; a））到modifyTVar，然后在另一个STM动作重试，直到modifyTVar包含（左a）结果值，然后返回该值。

工作线程将运行此循环：

• 在一个操作中，从modifyTVarCollection中获取所有查询TVars，并检查它们的值。如果它们都包含（左a）值，则重试（这将阻塞直到某个其他线程使用修饰符函数加载其modifyTVar，或者modifierFactory创建新的modifierTVar并将其添加到集合中）。返回包含Right（a - ＆gt; a）
的所有modifyTVars的列表
• 迭代所有返回的modifyTVars。对于每个TVar，执行读取修改器功能的操作，安全地执行修改，并将结果作为（左a）
放回到modifyTVar中