根，儿童和多个锁

Question

我所拥有的简化结构是：

• 一些单根
• 每个根有很多（例如100个）孩子

用户可以更新根信息，不允许对儿童进行其他操作（因为根更改可能会影响所有这些操作）。

此外，用户可以对孩子进行操作（当然，如果root不在使用中）。例如，用户可以在同一时间更换2个孩子，这是允许的，因为每个孩子都是独立的。

我需要在此结构中使用锁定以确保没有损坏：

• 当儿童在使用时，锁定孩子。这不允许同时对同一个孩子进行两次操作。
• 当root正在使用时，锁定root AND all 子项。这将禁止在root更新时对任何子节点的操作。

让我困扰的是需要锁定所有孩子 - 在分布式系统中，这意味着将多个请求发送到分布式锁定。

有没有更好的解决方案我不明白？

Answer 1

你错过了两件事。首先，只要没有人写入节点，多个线程同时从节点读取就是安全的。其次，子节点可以被视为它们自己的较小树的根，因此相同的算法/解决方案可以应用于除叶节点之外的所有节点。第一个是最重要的。以下是您如何做到这一点：

在树中的所有节点上使用读/写互斥锁。这允许任意数量的进程同时读取，或者单个进程随时写入节点。

阅读：

1. 读锁定节点和所有父母一直到root。
2. 读取。
3. 释放所有读锁。

写：

1. 写入锁定要修改的节点的最小上限。如果您正在修改节点（可能还有其任何子节点），请对该节点进行写锁定。
2. 进行修改
3. 释放写锁定

这意味着可以同时修改两个兄弟节点，并且可以同时执行任意数量的读取。但是，读取的成本是你需要获取O（log100（tree_height））读锁，对于每个级别大约有100个孩子的树。它不太可能是一个真正的问题，除非你的树很大，对同一叶子节点的读写次数非常多。

这假设没有孩子可以修改其父母。