ARace：动态容忍与检测非对称数据竞争

"本文主要介绍了非对称数据竞争的概念及其危害，并提出了一种名为ARace的解决方案，该方案能够动态地容忍和检测这种竞争。ARace通过共享变量保护和写缓冲区来防止和检测非对称数据竞争，无需依赖源代码、编译器或额外硬件支持。此外，文章还描述了利用动态二进制插桩技术实现ARace的方法，并展示了实验结果，证明了其在容忍和检测非对称数据竞争的同时，对系统性能和内存开销的影响较小。" 非对称数据竞争是多线程编程中的一种常见问题，当一个线程在临界区内访问共享变量，而另一个线程在临界区外或者使用不同锁保护的临界区内同时访问同一变量时，就会发生非对称数据竞争。这种竞争可能导致程序行为不可预测，严重时甚至导致系统崩溃。传统的数据竞争检测方法通常关注于对称数据竞争，即两个线程都在临界区内访问共享变量，但对于非对称数据竞争的处理较为有限。 ARace是为解决这个问题而设计的一种新方法。它使用两种主要机制：共享变量保护和写缓冲区。共享变量保护机制确保临界区内只读和先读后写的共享变量不会在临界区外被意外修改，从而降低冲突的可能性。写缓冲区则用来存储临界区内对共享变量的写操作，待线程离开临界区后再执行，这样可以避免立即影响到其他线程。 ARace的一大优点是它的独立性，它不依赖于程序的源代码、特定的编译器，也不需要额外的硬件支持。这意味着它可以应用于已有的多线程程序，提高其安全性。为了实现ARace，作者提出了一种动态二进制插桩技术。这种方法是在程序运行时动态插入监控代码，以此来检测和管理非对称数据竞争。 实验结果显示，ARace在提供非对称数据竞争容忍和检测功能的同时，对程序的性能开销和内存开销控制得较好。这表明ARace是一种实用且有效的解决方案，能够在保证程序正确性的前提下，尽可能地减少因数据竞争带来的负面影响。 总结来说，"动态容忍和检测非对称数据竞争"这篇文章探讨了非对称数据竞争的危害，并介绍了一个名为ARace的创新方法，该方法通过共享变量保护和写缓冲区来有效管理和检测这类竞争，且具有较低的性能和内存开销。这对于多线程编程领域的安全性和可靠性提升有着重要的意义。