24、Strata：高效内存回收的无等待同步机制

Strata：高效内存回收的无等待同步机制

在多线程编程中，锁机制虽然能确保数据的一致性，但会因锁等待时间降低整体性能。无等待同步（Wait-free synchronization）是一种应对锁开销的方案，它保证每个操作能在有限步骤内完成，实现对数据的无锁访问。其基本思想是创建共享数据的副本进行操作，再将更新信息应用到共享数据上。不过，在无等待同步过程中，内存分配和回收是开销最大的步骤，内存管理方案的问题会严重影响系统整体性能。

现代垃圾回收方案通常基于引用计数，即对象负责记录指向它的引用数量。当引用计数降为零时，对象释放自身内存。但在多核环境下，读写全局共享的引用计数器开销很大，因为需要频繁同步核心间的缓存行。

本文介绍了 Strata，一种利用按时间顺序进行内存分配的无等待同步机制，它能进行批量内存回收，消除对每个对象信息频繁更新的开销，保证读写操作均无等待，且运行时间为 O(1)。

1. 相关工作

为了帮助大家更好地理解 Strata，下面先回顾几种常见的无锁同步和内存回收方案。
- 读拷贝更新（Read Copy Update，RCU）
- 特点 ：允许对正在被并发修改的数据结构进行无锁只读访问，读操作无等待且开销极低，但更新操作代价高，因为需要等待现有读者完成访问。
- 步骤 ：
1. 创建新结构，将旧结构的数据复制到新结构，并保存旧结构的指针。
2. 修改新复制的结构，更新全局指针指向新结构。
3. 休眠直到操作系统内核确定没有读者使用旧结构。
-