Abstract— Transactional memory is being advanced as an alternative to traditional lock-based synchronization for concurrent programming. Transactional memory simplifies the programming model and maximizes concurrency. At the same time, transactions can suffer from interference that causes them to often abort, from heavy overheads for memory accesses, and from expressiveness limitations (e.g., for I/O operations). In this paper we propose an adaptive locking technique that dynamically observes whether a critical section would be best executed transactionally or while holding a mutex lock. The critical new elements of our approach include the adaptivity logic and costbenefit analysis, a low-overhead implementation of statistics collection and adaptive locking in a full C compiler, and an exposition of the effects on the programming model. In experiments with both micro and macro benchmarks we found adaptive locks to consistently match or outperform the better of the two component mechanisms (mutexes or transactions). Compared to either mechanism alone, adaptive locks often provide 3-to-10x speedups. Additionally, adaptive locks simplify the programming model by reducing the need for fine-grained locking: with adaptive locks, the programmer can specify coarse-grained locking annotations and often achieve fine-grained locking performance due to the transactional memory mechanisms
Keywords— Transactional memory, Nested transactions, Hybrid locks, Adaptivelocks

چکيده:  مفهوم حافظه تراکنشي به عنوان جايگزيني براي همگام سازي متداول مبتني بر قفل، در برنامه نويسي همروند، در حال توسعه و پيشرفت مي باشد. حافظه تراکنشي، مدل برنامه نويسي را ساده نموده و همروندي را به حداکثر مي رساند. با اين حال، تراکنش ها ممکن است تحت تاثير تداخل (interference) حاصل از سربار هاي سنگين فرآيند هاي دسترسي به حافظه، و محدوديت هاي بيانگري (مثلا در مورد عمليات I/O) واقع شده و متوقف شوند. ما در اين مقاله، يک تکنيک قفل گذاري تطبيقي را پيشنهاد مي نماييم که به صورت ديناميک و پويا بررسي مي کند که آيا بهتر است يک بخش بحراني به صورت تراکنشي اجرا شود و يا اينکه مکانيسم قفل انحصار متقابل (mutex lock) حفظ شود؟ المان هاي مهم و جديد روش پيشنهادي ما عبارتند از: منطق تطبيق پذيري و آناليز هزينه-سود، پياده سازي جمع آوري آماره و قفل گذاري تطبيقي با سربار پائين در کامپايلر کامل C، و توضيحي در مورد اثرات ايجاد شده بر مدل برنامه نويسي. در بررسي معيار هاي micro و macro، دريافتيم که قفل هاي تطبيقي، نسبت به دو مکانيسم مولفه اي (انحصار هاي متقابل و تراکنش ها) از سازگاري بيشتري برخوردار بوده و بهتر اجرا مي شوند. در مقايسه ميان قفل هاي تطبيقي با هر يک از اين دو مکانيسم (انحصار هاي متقابل و تراکنش ها)، قفل هاي تطبيقي، اغلب سرعت کار را بين 3 تا 10 برابر افزايش مي دهند. به علاوه قفل هاي تطبيقي، با کاهش نياز به قفل گذاري fine-grained، مدل برنامه نويسي را ساده تر مي سازند؛ به گونه اي که برنامه نويس با استفاده از قفل هاي تطبيقي مي تواند ملاحظات قفل گذاري coarse-grained را معين ساخته و اغلب با استفاده از مکانيسم هاي حافظه تراکنشي، عملکرد قفل گذاري fine-grained را نيز حاصل نمايد.
کلمات کليديـ