慕尼黑大学多核处理器同步讲座：协调与同步方法

在"multiprocessor_Synchronization_lecture19_0520.pdf"文件中，主要内容围绕多核处理器（Chip Multicore Processors）的同步理论展开。课程模块2：Synchronization探讨了在多核环境下并发线程协调共享数据和资源的重要性。当多个处理器核心同时运行不同的任务时，同步是确保数据一致性、避免竞态条件和死锁的关键。 同步的基本概念包括： 1. **并发线程之间的协调**：在多核环境中，不同线程需要在同一时间访问共享资源，这就需要一种机制来规定访问顺序，确保数据的一致性和完整性。 2. **共享数据与资源**：这些共享资源可能包括内存、I/O设备或处理器内部的缓存，它们必须在并发访问时进行适当的控制。 3. **同步方法**：课程介绍两种主要的同步手段： - **共享内存**：通过修改内存状态实现同步，如信号量、互斥锁等。 - **显式通信**：利用消息传递或事件机制来控制线程执行，比如条件变量和信箱通信。 **同步技术的具体内容**： 1. **互斥锁（Mutualexclusion and locks）**：这是一种常见的同步手段，它确保在任何时候只有一个线程能够进入某个临界区（Critical Section），从而避免数据竞争。 2. **等待与信号（Waiting and signaling）**：线程在请求共享资源时可能需要暂停（等待），而其他线程则可以发出信号通知其可以继续执行。这涉及唤醒操作和睡眠原语。 3. **无等待同步（Wait-free synchronization）**：这是一种高级同步技术，目标是在不依赖于其他线程的情况下完成操作，提高并发性能，但实现更为复杂。 4. **事务性内存（Transactional memory）**：提供了一种抽象，使编程者可以像操作单个处理器一样操作多核系统，简化同步逻辑，但在硬件支持下运行。 此外，课程还关注了处理器、内存、I/O和处理器核心间的交互，以及它们之间的层次结构，包括核心、缓存和互连（interconnect），这些都是理解多核同步不可或缺的组成部分。 通过学习这个模块，学生将能深入了解多核处理器环境中的同步挑战和解决策略，这对于编写高效、并发且正确的多线程程序至关重要。