支持动态加入的可写 LL/SC 与 CAS 的持久化算法

我们给出两个著名通用原语——CAS（比较并交换）及其无 ABA 对应原语 LLSC（链接加载、条件存储）——的持久化实现。我们所有实现均为：可写，即支持 Write() 操作；每次操作具有常数时间复杂度；允许动态加入，即新创建的任意名称的进程（亦称线程）可加入协议并访问我们的实现；并具有自适应空间复杂度，即空间使用随实际使用该对象的进程数 $n$ 缩放，而非先前为最大进程数 $N$ 设计的协议。我们的持久化可写 CAS 实现 DuraCAS 需要 $O(m + n)$ 空间来支持被 $n$ 个进程访问的 $m$ 个对象，改进了最优现有 $O(m + N^2)$。按定义，LLSC 对象除对象值外还必须存储“上下文”。我们的可写 LLSC 实现 DuraLL 需要 $O(m + n + C)$ 空间，其中 $C$ 为所有对象存储的“上下文”数。尽管 LLSC 因无 ABA 而优于 CAS，但对象定义似乎需要额外的空间开销。为应对此权衡，我们定义了 LLSC 的外部上下文（EC）变体。我们的 EC 可写 LLSC 实现无 ABA 且空间复杂度仅为 $O(m + n)$。据我们所知，我们首个给出允许动态加入的持久化 CAS 算法，且我们的算法首个展现自适应空间复杂度。据我们所知，我们首个实现任何类型的持久化 LLSC 对象。