Fodesu / Rust_Atomics_and_Locks

Rust Atomics and Locks （中文翻译）

第一章：Rust 并发基础

• Rust 中的线程
• 作用域内的线程
• 共享所有权以及引用计数
  • 静态值（static）
  • 泄漏（Leak）
  • 引用计数
• 借用和数据竞争
• 内部可变性（Cell、RefCell、互斥锁以及读写锁、Atomic、UnsafeCell）
• 线程安全：Send 和 Sync
• 锁：互斥锁和读写锁
  • Rust 的互斥锁
  • 锁中毒
  • 读写锁
• 等待：阻塞和条件变量
  • 线程阻塞
  • 条件变量
• 总结

第二章：Atomic

• Atomic 的加载和存储操作
  • 示例：停止标识
  • 示例：进度报道
    • 同步
  • 示例：惰性初始化
• 获取并修改操作
  • 示例：来自多线程的进度报道
  • 示例：统计数据
  • 示例：ID 分配
• 比较并交互操作
  • 示例：没有溢出的 ID 分配
  • 示例：惰性一次性初始化
• 总结

第三章：内存排序

• 重排和优化
• 内存模型
• Happens-Before 关系
  • spawn 和 join
• Relaxed 排序
• Release 和 Acquire 排序
  • 示例：锁定
  • 示例：使用间接的方式惰性初始化
• Consume 排序
• 顺序一致性排序
• 屏障（Fence）
• 常见的误解
• 总结

第四章：构建我们自己的自旋锁

• 一个最小实现
• 一个不安全的自旋锁
• 使用锁守卫的安全接口
• 总结

第五章：构建我们自己的 Channel

• 一个简单的以 mutex 为基础的 Channel
• 一个不安全的一次性 Channel
• 通过运行时检查来达到安全
• 通过类型来达到安全
• 借用以避免内存分配
• 阻塞
• 总结

第六章：构建我们自己的“Arc”

• 基础的引用计数
  • 测试它
  • 可变性
• Weak 指针
  • 测试它
  • 优化
• 总结

第七章：理解处理器

• 处理器指令
  • 加载和存储操作
  • 读并修改并写操作
    • x86 lock 前缀
    • x86 比较并交换指令
  • ll-和-sc-指令
    • arm-的-ldxr-和-stxr-指令
    • arm-的比较并交换操作
• 缓存
  • 缓存一致性
    • write-through 协议
    • MESI 协议
  • 对性能的影响
• 重排
• 内存排序
  • x86-64：强排序
  • ARM64：弱排序
  • 一个实验
  • 内存屏障
• 总结

第八章：操作系统原语

• 使用内核接口
• POSIX
  • 在 Rust 中包装类型
• Linux
  • Futex
  • Futex 操作
  • 优先继承 Futex 操作
• macOS
  • os_unfair_lock
• Windows
  • 重量级内核对象
  • 轻量级对象
    • 精简的读写锁（SRW）
  • 基于地址的等待
• 总结

第九章：构建我们自己的「锁」

• Mutex
  • 避免系统调用
  • 进一步优化
  • 基准测试
• 条件变量
  • 避免系统调用2
  • 避免虚假唤醒
• 读写锁
  • 避免 writer 忙碌循环
  • 避免 writer 陷入饥饿
• 总结

第十章：理念和灵感

• 信号量
• RCU
• 无锁链表
• 基于队列的锁
• 基于阻塞的锁
• 顺序锁
• 教学材料

索引

注明：本文译自 https://marabos.nl/atomics/，若其它平台引用此翻译，也请注明出处。

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