Common Lisp処理系拡張の探求 SBCLのマルチスレッドサポート 2015-06-20 Lisp Common Lisp SBCL Common Lisp処理系拡張 ### Common Lisp 処理系拡張の探求 SBCLのマルチスレッドサポート ---------------------- Lisp Meet Up #29 <!-- .slide: class="center" --> === # About Me ---------  <!-- .element: style="position:absolute;right:0;z-index:-1" --> + κeen + [@blackenedgold](https://twitter.com/blackenedgold) + Github: [KeenS](https://github.com/KeenS) + 渋谷のエンジニア + Lisp, ML, Shell Scriptあたりを書きます === # CLのマルチスレッド ---------------------------- ## [bordeaux-threads](https://trac.common-lisp.net/bordeaux-threads/wiki/ApiDocumentation) * 色々な処理系のマルチスレッドサポートの抽象レイヤー * デファクトスタンダード + スレッド + ロック + コンディションヴァリアル === # SBLCのマルチスレッド <!-- .slide: class="center" --> === # SBLCのマルチスレッド ---------------------------- * スレッド + スレッド内エラー * アトミック操作<!-- .element: class="fragment highlight-red" data-fragment-index="1" --> + CAS<!-- .element: class="fragment highlight-red" data-fragment-index="1" --> * 排他制御（ロック） * セマフォ * コンディションヴァリアル * バリア * キュー<!-- .element: class="fragment highlight-red" data-fragment-index="1" --> * メールボックス<!-- .element: class="fragment highlight-red" data-fragment-index="1" --> * ゲート<!-- .element: class="fragment highlight-red" data-fragment-index="1" --> * frlock<!-- .element: class="fragment highlight-red" data-fragment-index="1" --> === # アトミック操作 <!-- .slide: class="center" --> === # アトミック操作 ---------------- 複雑な動作は同じデータに並行に動かすと壊れうる ``` [var = 1] [incf] | [decf] [1]<-------| | |------>[1] [2]--->[var = 2] | | | [var = 0]<--[0] ``` === # アトミック操作 ---------------- * `atomic-{incf, decf}` + 動作出来る場所が限られている * `atomic-{pop, push, update}` + CASプロトコルを実装していればどこでも === # CASプロトコル --------------- * compare and swap * アトミック操作の基本中の基本 + ハードウェアレベルのサポート * ざっくり言うと並行版setf * `(cas place old new env)` + もし`place`が`old`に等しければ`new`を代入 * `(defun (cas foo) (old new))` + `cas`版の`setf`定義 * 他にも`setf`相当の機能は揃ってる === # CASプロトコル --------------- ```lisp (defvar *foo* nil) (defun (cas foo) (old new) (cas (symbol-value '*foo*) old new)) ``` === # キュー -------- * 普通のキュー * スレッドセーフ * `enqueue`, `dequeue`が基本操作 * `dequeue`が多値で、ブロックしない + 空なら第二値がnilになる === # メールボックス --------------- * キューとほぼ同じ * スレッドセーフ * `send-message`, `recieve-message`が基本操作 * `recieve-message`はブロックする + タイムアウトも設定出来る * `recieve-message-no-hangはdequeue`と同じ挙動 * `recieve-pending-messages`もある === # ゲート -------- * 複数のスレッドが1つのイベントを待つ時に使う * `wait-on-gate`, `open-gate`, `close-gate`が基本操作 === ``` [gate (closed)] [T1] [T2] [T3] | | | | | wait | | | |<----------------+----+ | | . . | open | . . [gate (opened)]<--+ . . +---------------->+--->+ go | | V V ``` === # frlock -------- * Fast Read Lock * またの名をRead-Write Lock * Read Lockは多重に取れる。Write Lockは1つしか取れない。 * 基本操作は`frlock-read`と`frlock-write` * 普通のlockと違って複数のReadが速くなる === # まとめ -------- * SBCLのマルチスレッドサポートはbordeaux-threadsよりもリッチ * 処理系の独自サポート面白い * 処理系に依存してしまってもいいんじゃないだろうか