学习操作系统P4 理解并发程序执行 (Peterson算法、模型检验与软件自动化工具)

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多一个线程，在状态机里也可以理解为多一个栈帧

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错误如下图所示

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当只有一个人想上厕所时，只有一个旗子被举起来，因此举旗的人可以直接进厕所

当两个人都想上厕所时，看门上的名字可以判断谁先抢厕所，先抢厕所的人可以先使用厕所

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同时举旗时，手快的人贴的标签会被覆盖掉，从而让自己能够先进厕所

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不好解释 Peterson 算法的正确性时，可以尝试枚举并发算法的状态机、或者是把这个算法写出来，用assert和计数器去判断

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__sync_synchronize() 既是一个memory barrier(强制TLB flush)，也是一个compiler barrier(防止编译器调换指令顺序)

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除了用纸和笔话并发程序的状态机以外，还可以使用程序自动画状态机

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什么叫 model checker?

一个程序，可以遍历所有可能的、模型上的状态。

这一个150行的程序可以探索并发算法上所有可能的状态，只要状态空间不太大，就能用

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python中的关键字：yield

它可以让python代码“返回，但又不完全返回”

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使用 yield 关键字，可以很方便地在python中创建 状态机

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通过 yield 特性，我们可以创建两个 "线程"，每次选一个线程执行一步

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model-checker 的原理如图所示

给要检查的算法的每一步语句后面都加上 yield checkpoint()

然后在外面包上一个 runner() 函数，接着探索每一种可能的执行状态

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python 中的 insepct 库可以把函数调用栈dump出来，还可以轻松获取程序的局部变量，这就是动态语言的魅力

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只要能为系统建立模型，就能用 brute force 证明正确/找到错误

把程序的正确性问题变成了一个图论问题

线程安全问题：critical section 每次最多只有一个线程

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liveness: 状态机，从任何状态出发，总能在优先步内到达 蓝色节点或者 绿色节点 （只有一个线程在crtical section 的状态）

livelock: 存在一个黑色节点，可以通过一个环回到自己  （对应情况：所有线程都在运行，但没有线程进入 critical section）

可以通过 强连通分量 解决这个问题

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总的来说，并发正确问题就是：红色节点是否可达？是否存在只经过黑色节点、只到自己的环路？

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