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非阻塞算法思想在数据库开发中的应用
文章来源:来源网络 发表时间:2008-05-07 点击次数
阻塞算法介绍

  目前,很多关于并发算法的研究都聚集在非阻塞算法(nonblocking algorithms)上,这种算法使用低层原子化的机器指令取代锁,比如compare-and-swap,从而保证数据在兵法访问下的一致性。非阻塞算法广泛应用于操作系统和JVM的线程和进程调度、垃圾回收以及实现所和其他的并发数据结构。

  与基于锁的方案相比,非阻塞算法的设计和实现都要复杂一些,但是它们在可伸缩性和活跃度上占有很大的优势。因为非阻塞算法可以让多个线程在竞争相同资源时不会发生阻塞,所以它能在更精化的层面上调整粒度,并能大大减少开销。进一步而言,它们对死锁和其他活跃度问题具有免疫性。基于锁的算法中,如果一个线程在持有锁的时候休眠,或者停滞不前,那么其它线程就都不能前进了,而非阻塞算法不会受到单个线程失败的影响。在Java 5.0中,使用atomic variable classes,比如AtomicInteger和AtomicReference,能够高效构建非阻赛算法。

  非阻塞算法的关键思想就是CAS,CAS是compare and set的缩写,也常被称为lock-free或者wait-free,通过把compare和set两个操作原子化,使得不需要使用锁,但是能够解决并发中的资源争用问题。由于CAS常常是一个回退算法+外循环,所以又被称为spin-lock.由于CAS没有使用锁,线程持续执行,又称为非阻塞算法(non-blocking)。术语不统一,有细微差别,但都差不多表示同一个东西,我都列在这里,方便大家理解。

  非阻塞算法的实现通常包括如下部分:外循环、回退、CAS操作。伪码如下:

WHILE (TRUE) // 外循环 
{ 
准备数据 
IF CAS_OP() == SUCCESS THEN 
BREAK; 
END IF 
}

  非阻塞算法思想在关系数据库开发中的应用

  有人说,非阻塞算法这种技术底层框架提供,不需要了解,其实不然,CAS思想可以应用任何地方,包括数据结构、服务接口、数据库应用等等。我这篇文章要讲的内容就是在关系数据库应用中使用CAS思想。

  关系数据库数据库提供了"update T set FState = xx where FState = xx",执行这样的SQL,会返回一个更新行数,在jdbc或者odbc或者ADO .NET中都可以获得更新行数。上面的SQL,如果更新行数>0,则是更新成功,否则是没有进行任何更新,这是很典型的CAS.可以说,关系数据库 原生支持CAS.

  关系数据库中采用事务来确保并发时的原子性,事务实际上就是一种“锁”。关系数据库中通常有排他锁和共享锁的概念,这有点类似于Java中ReadWriteLock.需要更新数据时,我们通常使用到关系数据库的排他锁,在Oracle中需要使用SELECT … FOR UPDATE,在Microsoft SQL Server中,使用lock hints.



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责任编辑:qwer19871212

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