3、利用事务内存优势提升多人游戏系统性能

利用事务内存优势提升多人游戏系统性能

1. 引言

在多核计算环境下，为共享资源的并发控制提供安全高效的访问机制，通过 CPU 核心数量的可扩展性来提升整体性能，已成为重要问题。事务内存（TM）能提供原子性、一致性、隔离性和可串行性，确保共享资源的安全使用。与传统的基于块的机制（如信号量）相比，TM 机制虽能保证数据和资源的特性，但多数研究显示其性能低于传统的信号量、锁和监视器方法。

常见的 TM 机制有：
- TL2：使用时间戳、内存锁和验证来确保可串行性。
- Autolocker：基于锁的事务内存系统，有读写锁和表/条目锁数据结构。
- Swiss TM：基于锁的 STM，使用隐形读取和基于计数器的启发式方法，具有急切的写 - 写和懒惰的读 - 写冲突检测。
- SNZI STM：使用节点数据结构，用更多内存空间换取事务内存系统的性能。
- SkySTM：结合新的 SNZI - R 机制，使用可扩展读共享，解决了 TL2 的私有化问题。
- SigTM：混合 TM 系统，结合软件事务内存和硬件事务内存，提供强隔离保证。

尽管 TM 在并行计算环境中存在一些问题，但它仍为程序员操作共享资源提供了安全便捷的机制。目前，越来越多的研究将 TM 机制从简单的基准测试/算法应用到实际应用中，如多人游戏应用。此前，有研究将 TM 机制应用于真实射击游戏服务器，但性能不佳。因此，我们尝试结合 TM 机制和聚合更新机制，以提升游戏系统的整体性能。

为解决多人游戏系统中并行计算物理步骤的问题，特别是处理访问共享资源的线程冲突，我们设计了屏障事务内存（Barrier TM）来检测线程访问冲突，并结合聚合物理更新方案，