南京大学 OSDI 并发 重点提示

多处理器编程: 从入门到放弃

• 程序 (源代码 S、二进制代码 C) = 状态机
• 编译器 C = compile(S)

实际上源代码和二进制代码涉及状态转换的操作只有 内存操作，即只有内存操作才会改变状态，因为编译器的最佳化策略可能会对源代码对应的指令进行重排序，所以也可能对其中的内存操作指令 load, store 进行重排序，这就使得源代码状态机 $S$ 和二进制状态机 $C$ 并不完全等价，但只要保证二者的可观测行为是一致的即可，这也是编译器最佳化的理论基础。

函数调用相关的 call 和 return 语句分别对应状态机的进入新状态和返回原状态 (一般情况下，如果没有 side-affect 的话)，可以从上面所说的内存操作/内存状态变化的角度来思考。

• 应用视角的操作系统 = syscall 指令

应用程序对应的状态机自身可转换的状态有限，很多状态都无法仅通过自己达到，所以需要操作系统外加干涉转换成新的状态

虽然 printf 有缓冲区，但它是多线程安全的:

• man 3 printf

1
2

|Interface               │ Attribute     |
|printf(), fprintf(),    │ Thread safety |

编译器对内存访问 “eventually consistent” 的处理导致共享内存作为线程同步工具的失效。

编译器 和 处理器 都可以进行 指令重排序，这导致了写并发程序的困难

延伸阅读:

• Intel 中国: CPU架构全览: CPU微架构又是啥？
• 並行程式設計: 執行順序

理解并发程序执行