一種基于緩存一致性原理的原子操作實(shí)現(xiàn)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于緩存一致性原理的原子操作實(shí)現(xiàn)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在多線程程序中，對(duì)共享變量的互斥訪問的實(shí)現(xiàn)一般依賴于自旋鎖(spinlock)，而自旋鎖的實(shí)現(xiàn)需要執(zhí)行“測(cè)試-設(shè)置”原子操作(TestAndSet)。這種原子操作需要專門的硬件支持才能完成。在自旋鎖的實(shí)現(xiàn)中，處理器首先對(duì)鎖定地址執(zhí)行讀操作，并在寫入之前執(zhí)行測(cè)試操作，檢測(cè)讀操作發(fā)送后是否有其它處理器對(duì)該地址執(zhí)行了讀寫操作；若沒有其它處理器對(duì)該地址執(zhí)行讀寫操作，則執(zhí)行寫入操作；否則，重復(fù)上述讀操作，并執(zhí)行檢查直至滿足寫入條件。當(dāng)系統(tǒng)集成的處理器核數(shù)較多，并且均對(duì)該地址發(fā)起訪問時(shí)，上述操作可能需要經(jīng)過很長時(shí)間才能完成，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的同步操作效率低下。
[0003]因此，如何降低原子操作涉及的讀寫操作時(shí)間，提升數(shù)據(jù)同步效率，是現(xiàn)在需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于緩存一致性原理的原子操作實(shí)現(xiàn)方法及裝置，以降低原子操作涉及的讀寫操作時(shí)間，提升數(shù)據(jù)同步效率。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案:
[0006]一種基于緩存一致性原理的原子操作實(shí)現(xiàn)方法，包括:
[0007]當(dāng)處理器對(duì)鎖定地址執(zhí)行原子操作時(shí)，將所述鎖定地址的協(xié)議初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換為保持態(tài)；其中，在所述鎖定地址處于保持態(tài)時(shí)，阻止其他處理器對(duì)所述鎖定地址的讀寫操作；
[0008]執(zhí)行所述處理器對(duì)所述鎖定地址的讀寫操作。
[0009]優(yōu)選的，將所述鎖定地址的協(xié)議初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換為保持態(tài)之后，還包括:
[0010]設(shè)置所述處理器對(duì)所述鎖定地址的保持時(shí)長；
[0011]當(dāng)所述鎖存地址處于保持態(tài)的時(shí)長大于所述保持時(shí)長時(shí)，解除所述鎖定地址的保持態(tài)，恢復(fù)與所述保持態(tài)相對(duì)應(yīng)的協(xié)議狀態(tài)。
[0012]優(yōu)選的，將所述鎖定地址的協(xié)議初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換為保持態(tài)，包括:
[0013]若所述鎖定地址的協(xié)議初始狀態(tài)為無效態(tài)或者共享態(tài)，則所述處理器請(qǐng)求獨(dú)占保持態(tài);
[0014]若所述鎖定地址的協(xié)議初始狀態(tài)為獨(dú)占態(tài)，則將所述獨(dú)占態(tài)轉(zhuǎn)換為獨(dú)占保持態(tài)；
[0015]若所述鎖定地址的協(xié)議初始狀態(tài)為修改態(tài)，則將所述修改態(tài)轉(zhuǎn)換為修改保持態(tài)。
[0016]優(yōu)選的，若所述鎖定地址處于獨(dú)占保持態(tài)，則執(zhí)行所述處理器的讀操作時(shí)，保持所述鎖定地址處于獨(dú)占保持態(tài)不變；執(zhí)行所述處理器的寫操作時(shí)，將所述鎖定地址的協(xié)議狀態(tài)變?yōu)樾薷谋３謶B(tài)；
[0017]若所述鎖定地址處于修改保持態(tài)，則執(zhí)行所述處理器的讀操作和寫操作時(shí)，所述鎖定地址的協(xié)議狀態(tài)不變。
[0018]優(yōu)選的，若所述鎖定地址處于獨(dú)占保持態(tài)，并且所述鎖存地址處于獨(dú)占保持態(tài)的時(shí)長大于所述保持時(shí)長，將所述鎖定地址的協(xié)議狀態(tài)轉(zhuǎn)換為獨(dú)占態(tài)；
[0019]若所述鎖定地址處于修改保持態(tài)，并且所述鎖存地址處于修改保持態(tài)的時(shí)長大于所述保持時(shí)長，將所述鎖定地址的協(xié)議狀態(tài)轉(zhuǎn)換為修改態(tài)。
[0020]一種基于緩存一致性原理的原子操作實(shí)現(xiàn)裝置，包括:
[0021]協(xié)議狀態(tài)轉(zhuǎn)換模塊，用于當(dāng)處理器對(duì)鎖定地址執(zhí)行原子操作時(shí)，將所述鎖定地址的協(xié)議初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換為保持態(tài)；其中，在所述鎖定地址處于保持態(tài)時(shí)，阻止其他處理器對(duì)所述鎖定地址的讀寫操作；
[0022]執(zhí)行模塊，用于執(zhí)行所述處理器對(duì)所述鎖定地址的讀寫操作。
[0023]優(yōu)選的，還包括:
[0024]保持時(shí)長設(shè)置模塊，用于設(shè)置所述處理器對(duì)所述鎖定地址的保持時(shí)長；
[0025]解除模塊，用于當(dāng)所述鎖存地址處于保持態(tài)的時(shí)長大于所述保持時(shí)長，則解除所述鎖定地址的保持態(tài)，并觸發(fā)恢復(fù)模塊；
[0026]所述恢復(fù)模塊，用于恢復(fù)與所述保持態(tài)相對(duì)應(yīng)的協(xié)議狀態(tài)。
[0027]優(yōu)選的，所述協(xié)議狀態(tài)轉(zhuǎn)換模塊，包括:
[0028]第一協(xié)議狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元，用于當(dāng)所述鎖定地址的協(xié)議初始狀態(tài)為無效態(tài)或者共享態(tài)時(shí)，所述處理器請(qǐng)求獨(dú)占保持態(tài)；
[0029]第二協(xié)議狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元，用于當(dāng)所述鎖定地址的協(xié)議初始狀態(tài)為獨(dú)占態(tài)時(shí)，將所述獨(dú)占態(tài)轉(zhuǎn)換為獨(dú)占保持態(tài)；
[0030]第三協(xié)議狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元，用于當(dāng)所述鎖定地址的協(xié)議初始狀態(tài)為修改態(tài)時(shí)，將所述修改態(tài)轉(zhuǎn)換為修改保持態(tài)。
[0031]優(yōu)選的，當(dāng)所述鎖定地址處于獨(dú)占保持態(tài)時(shí)，所述執(zhí)行模塊執(zhí)行所述處理器的讀操作，保持所述鎖定地址處于獨(dú)占保持態(tài)不變；所述執(zhí)行模塊執(zhí)行所述處理器的寫操作，將所述鎖定地址的協(xié)議狀態(tài)變?yōu)樾薷谋３謶B(tài)；
[0032]當(dāng)所述鎖定地址處于修改保持態(tài)時(shí)，則所述執(zhí)行模塊執(zhí)行所述處理器的讀操作和寫操作，所述鎖定地址的協(xié)議狀態(tài)不變。
[0033]優(yōu)選的，所述恢復(fù)模塊，包括:
[0034]第一恢復(fù)模塊，用于當(dāng)所述鎖定地址處于獨(dú)占保持態(tài)，并且所述鎖存地址處于獨(dú)占保持態(tài)的時(shí)長大于所述保持時(shí)長時(shí)，將所述鎖定地址的協(xié)議狀態(tài)轉(zhuǎn)換為獨(dú)占態(tài)；
[0035]第二恢復(fù)模塊，用于當(dāng)所述鎖定地址處于修改保持態(tài)，并且所述鎖存地址處于修改保持態(tài)的時(shí)長大于所述保持時(shí)長，將所述鎖定地址的協(xié)議狀態(tài)轉(zhuǎn)換為修改態(tài)。
[0036]通過以上方案可知，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于一致性原理的原子操作實(shí)現(xiàn)方法及裝置，包括當(dāng)處理器對(duì)鎖定地址執(zhí)行原子操作時(shí)，將所述鎖定地址的協(xié)議初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換為保持態(tài)；其中，在所述鎖定地址處于保持態(tài)時(shí)，阻止其他處理器對(duì)所述鎖定地址的讀寫操作；執(zhí)行所述處理器對(duì)所述鎖定地址的讀寫操作，當(dāng)所述鎖定地址處于保持態(tài)時(shí)，處理器的緩存一致性維護(hù)機(jī)制保證只有當(dāng)前處理器能夠?qū)λ鲦i定地址執(zhí)行讀寫操作，其它處理器對(duì)所述鎖定地址的操作均需暫停等待，從而保證處理器對(duì)鎖定地址的原子操作。
【附圖說明】
[0037]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0038]圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種基于緩存一致性原理的原子操作實(shí)現(xiàn)方法流程圖；
[0039]圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的另一種基于緩存一致性原理的原子操作實(shí)現(xiàn)方法流程圖；
[0040]圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種基于緩存一致性原理的原子操作實(shí)現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開的另一種基于緩存一致性原理的原子操作實(shí)現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0043]本發(fā)明實(shí)施例公開了一致性原理的原子操作實(shí)現(xiàn)方法及裝置，以降低原子操作涉及的讀寫操作時(shí)間，提升數(shù)據(jù)同步效率。
[0044]參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的