Writing concurrent code that is both correct and efficient is notoriously difficult. Thus, programmers often prefer to use synchronization abstractions, which render code simpler and easier to reason about. Despite a wealth of work on this topic, there is still a gap between the rich semantics provided by synchronization abstractions in modern programming languages -- specifically, \emph{fair} FIFO ordering of synchronization requests and support for \emph{abortable} operations -- and frameworks for implementing it correctly and efficiently. Supporting such semantics is critical given the rising popularity of constructs for asynchronous programming, such as coroutines, which abort frequently and are cheaper to suspend and resume compared to native threads. This paper introduces a new framework called \texttt{CancellableQueueSynchronizer} (CQS), which enables simple yet efficient implementations of a wide range of fair and abortable synchronization primitives: mutexes, semaphores, barriers, count-down latches, and blocking pools. Our main contribution is algorithmic, as implementing both fairness and abortability efficiently at this level of generality is non-trivial. Importantly, all our algorithms, including the CQS framework and the primitives built on top of it, come with \emph{formal proofs} in the Iris framework for Coq for many of their properties. These proofs are modular, so it is easy to show correctness for new primitives implemented on top of CQS. From a practical perspective, implementation of CQS for native threads on the JVM significantly improves Java's \texttt{AbstractQueuedSynchronizer}, the only practical abstraction offering similar semantics. In sum, \texttt{CancellableQueueSynchronizer} is the first framework to combine expressiveness with formal guarantees and solid practical performance.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
美国化学会 (ACS) 北京代表处招聘
知社学术圈
11+阅读 · 2018年9月4日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月6日
Arxiv
14+阅读 · 2020年12月17日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
美国化学会 (ACS) 北京代表处招聘
知社学术圈
11+阅读 · 2018年9月4日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员