无比较交换操作的强线性化：以集合为例

由于强线性化的对象提供的保证强于线性化，它们是并发数据结构设计的有价值构建块。然而，许多仅能从比较交换对象弱于 compare&swap 的基对象实现线性化的对象，却无法从相同的基对象实现强线性化。我们关注其中一种这样的对象：集合 (bag)，它是一个可从中获取未指定元素的多重集。我们提出了一种基于干扰对象（具体为寄存器和 test&set 对象）的第一个无锁、强线性化实现。这一结果虽令人惊讶，因为堆栈或队列无法从干扰对象实现此类功能。由于集合可容纳任意数量元素，必须使用无限制空间进行实现。因此，考虑具有容量限制的集合也合理。然而，类似地，容量为 $b$ 的集合若由超过 $2b$ 个进程共享，则无法从干扰对象实现无锁、强线性化。若进一步限制受容量受限的集合，使其仅允许一个进程插入，则可从 $O(b + n)$ 个干扰对象实现无锁、强线性化，其中 $n$ 为进程数。我们的目标是理解在何种情况下可实现强线性化的集合，以及更广泛地理解干扰对象的力量。