Question

我们有一个支持二进制插件（动态加载库）的应用程序以及该应用程序的许多插件。应用程序本身是多线程的，插件也可以启动线程。为了保持数据结构的一致性，需要进行大量的锁定。

一个主要问题是，有时会在从应用程序到插件的调用中保持锁定。这是有问题的，因为插件代码可能想要回调到应用程序中，从而产生死锁。由于不同的团队在基础应用程序和插件上工作，这个问题更加严重。

问题是：除了编写大量纯文本外，是否存在“标准”或至少广泛使用的记录锁定方案的方式？

Answer 1

这是一种理论方法，我希望它会对你有所帮助。

对我来说，你可以通过重新设计插件和你的应用程序进行通信的方式（如果可能的话）来避免这种情况。

插件的代码不安全。为了确保应用程序的灵活性和稳定性，您必须构建一种标准方式来交换信息并使用插件进行关键操作。

最简单的方法是通过定义无锁api来避免管理每个特定的插件行为。为此，您可以使用环形缓冲区/干扰器或仅使用操作缓冲区来使插件的关键部分异步。

修改

很抱歉，如果我以同样的方式再次争论，但在我看来，这似乎是一个“IO”问题。

您可以在某些资源（内存/光盘/网络......不知道哪些资源）上进行并发访问，并且需要以高可用性公开它们。最后，如果不锁定您的应用程序，这些资源就无法随机访问。

如果管理人员专注于关键部件，那么等待时间可能很短，难以察觉。

然而，这并不适用于现有的应用程序，主要是因为它很大。

如果你还不知道这种东西，我鼓励你去看看“破坏者”。对我而言，每次使用线程时都要考虑现代基础之一。

Answer 2

我建议使用简单易学的Petri网，并且可以很好地描述软件不同部分之间的合作。在这个问题中描述了几个用于记录并发性的模型和工具：https://stackoverflow.com/questions/164187/what-tools-diagrams-do-you-use-for-modelling-multithreaded-systems。您可以根据需要选择合适的型号。

Answer 3

如果你的锁定方案足够简单，你可以在文档中描述它，那么一定要这样做。但是，如果在实践中发生死锁，问题可能不是缺少文档，而是API无法满足插件作者的需求。记录这些限制是一个很好的第一步，但删除限制更好。

考虑代码所持有的单个锁的死锁的可能性，以及插件所要求的：

您的代码不在读取或写入的过程中，但仍然只是因为代码的编写方式而持有锁定。在这种情况下，您的代码应该在调用插件之前释放锁。
您的代码和插件都在读取数据，并使用锁来防止并发编写器。在这种情况下，请使用reader-writer锁定。
您的代码正在更改数据，插件想要读取它。这通常不安全;毕竟，你有一个理由是使用锁来保护整个修改。大多数尝试使这种安全失败在实践中（它与编写无锁代码一样困难）。在这种情况下，最好的办法是更改设计，以便在调用插件之前完成更改，或者在调用插件后启动更改。
您的代码正在读取数据，插件想要更改它。与前一种情况一样，这也不安全。您的代码应在调用插件之前释放锁，然后再次获取它，并假设数据已更改，重新读取您需要继续的任何内容。

这是我可以提供的最佳建议，而不了解您的应用程序及其特定需求。

对于大多数应用程序，软件公司在同一过程中回避第三方二进制插件，因为当出现问题时，很难弄清楚原因。用户通常会责怪应用程序，而不是插件，并且对应用程序质量的看法很差。可以通过与插件作者保持非常密切的关系来使其工作，通常包括交换所有源代码（可选地在限制性许可证或NDAs下）。

Answer 4

是的，有一种标准方法可以记录在大学中使用的锁定方案。 1 /使用图表你必须绘制一个图表。图上的每个点都是到其他线程的锁定链接。

ex: T1      T2
     1 -R->  A
     2 <-W-  B

2 /使用表你必须写下每一行的每一个点和线程

ex:  T1         T2
     lockX(A)   lockS(B)
     read(A)    read(B)
     A<-A50     unlock(B)

结论：这是一项非常复杂的任务，需要花费很多时间来追踪。

多线程环境中的文档锁定

4 个答案: