データ競合と対策

非同期処理を非常に難しいものにしている原因の一つである、データ競合と現在考えられているその対策について解説します。

Transcript

1. データ競合と対策
2. データ競合 public void 預金額を処理する() { var 移動金額 = 預金額1 / 2; this.預金額2 = this.預金額2 - 移動金額; this.預金額1 = this.預金額1 + 移動金額; }
3. データ競合 public void Increment() { this.Count++; }
4. データ競合 public void Add(int i) { list.Add(i); }
5. 対策(LOCK) class 預金口座 { decimal 残高; private Object thisLock = new Object(); public void 預金を下す(decimal 金額) { lock (thisLock) { if (金額> 残高) { throw new Exception("不足しています"); } 残高 -=金額; } } }
6. 対策（LOCK） データ競合 全ての場合に有効 デッドロックに気を付ける 処理 順次、反復、分岐のすべて 利点 簡単 問題点 ロックをかけた部分は並列処理ができない アムダールの法則を考えると結構大きな問題なんじゃ？ 対応言語 ほぼすべての言語
7. 対策(イミュータブル) class 総額 { const int 残高; public: 総額(const int 残高) :残高(残高) {} const 総額 下す(const int 総額) const; };
8. 対策（イミュータブル） データ競合 そもそも起きない 処理 順次、反復、分岐のすべて 利点 データ競合はおきない 問題点 関数型言語っぽい書き方に直さないといけない 対応言語 関数型言語、C++、C#(8以降？)、 オブジェクト指向言語(イミュータブルになるよう気を付けて書けば可能）
9. 対策（ASYNC/AWAIT） データ競合 データ競合がない場合に利用 行数で全体の８割くらいはデータ競合ないんじゃ？ 処理 順次、反復、分岐のすべて 利点 同期プログラムと全く同じ感覚で使える 問題点 データ競合に対応できない データ競合対策は別に必要 対応言語 C#,Visual Basic,F#,Typescript,Python,Ecmascript(2017)C++(17には入らない？)
10. 対策(PLINQなど) var result =  from item in list.AsParallel()  where item < 100  select Sqrt(item);
11. 参考に普通のLINQ var result =  from item in list  where item < 100  select Sqrt(item);
12. 対策（PLINQなど） データ競合 リストのデータ一つ一つに対して処理する場合 処理 反復のみ 利点 簡単 問題点 多数データを並列の場合しか使えない 対応言語 C#,Java,Scala
13. 対策（REACTIVE EXTENSIONS） データ競合 リストのデータ一つ一つに対して処理する場合 イベントストリーム 処理 基本的には反復 工夫すれば順次、反復、分岐のすべて 利点 比較的簡単 対応できる処理も多い 問題点 多数データとイベントを非同期で扱うときしか使えない アムダールの法則を考えると結構重要な欠点なんじゃ？ 対応言語 C#,Visual Basic,Swift,JavaScript,Java
14. 対策（ACTOR） データ競合 対策済み 処理 順次、反復、分岐のすべて ただし非同期処理は気を付けて扱う必要がある 利点 比較的簡単 問題点 非同期処理をしっかり意識しないと実装できない 対応言語 Erlang,Scala,Elixer,C++,C#
15. 対策（スレッド所有権） データ競合 対策済み Actorより深い対応 処理 非同期処理は気を付けて扱う必要がある Actorと同じ 利点 比較的簡単 Actorの一種 問題点 非同期処理をしっかり意識しないと実装できない 対応言語 Ruby(guild),Pony
16. 対策（STM） データ競合 対策済み 処理 非同期処理は気を付けて扱う必要がある 利点 比較的簡単 割と難しいといううわさも 問題点 非同期処理をしっかり意識しないと実装できない 対応言語 C++、F#