但在執(zhí)行沖突檢測的過程中也會存在錯誤的沖突，比如：當(dāng)處理機Q請求訪問一個數(shù)據(jù)塊，該數(shù)據(jù)塊在目錄中的狀態(tài)為M@P，而處理機P已經(jīng)執(zhí)行到后續(xù)事務(wù)，同時也置了溢出位。P發(fā)送沖突信號給Q，但這個沖突并不是因處理機Q請求的數(shù)據(jù)正被其他占有而產(chǎn)生的沖突，是一種無關(guān)的沖突。所以必須采取一種機制將目錄狀態(tài)及時更新。

2.3 操作系統(tǒng)對LogTM的支持

由于事務(wù)的引入，傳統(tǒng)操作系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足要求，必須更改或擴展操作系統(tǒng)使事務(wù)能穩(wěn)定高效的執(zhí)行。

首先，基于LogTM系統(tǒng)，操作系統(tǒng)負責(zé)對日志進行創(chuàng)建和維護。它為每一個執(zhí)行線程開辟一片日志區(qū)域，并將該區(qū)域入口地址寫到Log Base寄存器中，同時當(dāng)某數(shù)據(jù)存入日志后使Log Pointer指針后移，用來存放新數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)生回滾，操作系統(tǒng)根據(jù)目前Log Pointer指針從后向前恢復(fù)數(shù)據(jù)直到Log Pointer與Log Base指向相同為止。

其次，當(dāng)執(zhí)行事務(wù)發(fā)生切換時，操作系統(tǒng)可以通過擴展目前的TCB(線程控制塊)來對事務(wù)相關(guān)寄存器內(nèi)容等信息進行保存。

再次，當(dāng)發(fā)生事務(wù)級線程切換時，操作系統(tǒng)判斷切換原因(包括其他線程搶占、時間片到達、事務(wù)之間沖突等而執(zhí)行的切換)，通知調(diào)度器采取不同的切換策略或沖突策略來完成切換。

最后，由于中斷內(nèi)新創(chuàng)建的事務(wù)和被中斷事務(wù)沖突而導(dǎo)致活鎖(被中斷事務(wù)掛起得不到執(zhí)行，中斷內(nèi)新創(chuàng)建事務(wù)由于沖突策略一直回滾——重新執(zhí)行——回滾，也得不到執(zhí)行)，操作系統(tǒng)必須能夠記錄回滾次數(shù)并設(shè)定一個門限值，如果同一事務(wù)回滾數(shù)超過此門限，操作系統(tǒng)可以強行中止該事務(wù)而調(diào)度其他事務(wù)。

3 結(jié)論及展望

本文介紹TM的基本原理，并對當(dāng)前主流TM系統(tǒng)LogTM進行分析實現(xiàn)，得出以下結(jié)論：

⑴要實現(xiàn)高效的事務(wù)處理必須要有一個很好的基于事務(wù)模型的硬件結(jié)構(gòu)。比如：LogTM，硬件專門為TM添加了LogBase、LogPointer等寄存器并改變了cache的結(jié)構(gòu)，在cache中加入了讀(R)和寫(W)標志位；這樣對事務(wù)版本管理以及沖突管理都帶來了前所未有的作用，這也是此TM結(jié)構(gòu)優(yōu)越性的體現(xiàn)。

⑵要高效的進行事務(wù)處理必須要有TM操作系統(tǒng)的支持，上文中提到了一些操作系統(tǒng)對LogTM的相關(guān)支持，但如果要完美的支持事務(wù)還需要不斷更改和優(yōu)化已有的操作系統(tǒng)，最終的目的是將操作系統(tǒng)事務(wù)化，并能很好的處理事務(wù)化的用戶級應(yīng)用。

⑶目前TM系統(tǒng)(包括LogTM)雖然通過一些特有的結(jié)構(gòu)和機制解決了事務(wù)處理的一些問題，但是面對今后的發(fā)展，像多級嵌套事務(wù)的復(fù)雜應(yīng)用、中斷事務(wù)化(特別是外部設(shè)備的中斷)、掛起事物與執(zhí)行事務(wù)沖突問題、被切換事務(wù)的執(zhí)行選擇(重新調(diào)度后，被切換事務(wù)可能回滾也可能繼續(xù)接著執(zhí)行)等問題都需要我們不斷的去研究，去尋找最優(yōu)的解決辦法一一攻克，所以對TM的研究任重而道遠。

參考文獻

[1]Yen， L. and J. Bobba， et al. LogTM-SE：Decoupling Hardware Transactional Memory from Caches. In Proc. of Thirteenth Annual International Symp. on High-Performance Computer Architecture.Feb.2007

[2]Moravan， M. J. and J. Bobba， et al. Supporting Nested Transactional Memory in LogTM. In Proc. of the Twelfth International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems， pages 359-370，Oct.2006

[3]Moore， K. E. and J. Bobba， et al. LogTM： Log_based Transactional Memory. In Proc. of the Twelfth IEEE Symp. on High-Performance Computer Architecture， pages 258–269， Feb. 2006

[4]Herlihy， M. and J. E. B. Moss . Transactional Memory：Architectural Support for Lock-Free Data Structures. In Proc. of the 20th Annual International Symp. on Computer Architecture， pages 289–300， May 1993

[5]Hammond， L. and V. Wong， et al. Transactional Memory Coherence and Consistency. In Proc. of the 31st Annual Intl. Symp. on Computer Architecture， June 2004

[6]Hammond， L. and B. D. Carlstrom， et al. Programming with Transactional Coherence and Consistency(TCC)， ASPLOS.04， October 7–13， 2004

更多計算機與外設(shè)信息請關(guān)注：21ic計算機與外設(shè)頻道