7、并发对象的一致性与线性化：原理、特性与应用

并发对象的一致性与线性化：原理、特性与应用

在并发编程的世界里，确保对象的操作能够按照预期执行是一项至关重要的任务。为了实现这一目标，我们需要深入理解几种关键的一致性模型，包括静止一致性、顺序一致性和线性化。这些模型不仅定义了并发操作的正确性，还影响着系统的性能和可扩展性。

1. 静止一致性

静止一致性计数器是一种索引分配机制，它要求每个挂起的方法调用返回一个索引，使得所有索引共同满足顺序计数器的规范，即没有重复或遗漏的数字。在不关心索引发布顺序的程序中，它可以作为“循环计数器”使用。

1.1 对并发的限制

静止一致性对并发的限制极小。具体来说，在几乎任何情况下，它都不需要一个方法调用阻塞等待另一个方法调用完成。一个方法如果对每个对象状态都有定义，则称为全方法；否则为部分方法。例如，在无界顺序 FIFO 队列中， enq() 是全方法，因为它在每个队列状态下的效果都有定义；而 deq() 是部分方法，因为它的效果仅在非空队列中定义。

在任何并发执行中，对于任何挂起的全方法调用，都存在一个静止一致的响应。这意味着静止一致性是一种非阻塞的正确性条件。

1.2 组合性

一个正确性属性 P 如果满足当系统中的每个对象都满足 P 时，整个系统也满足 P，则称 P 具有组合性。静止一致性具有组合性，这意味着可以将独立实现的静止一致对象组合起来，构建更复杂的静止一致对象。这对于大型系统的设计和实现非常重要，因为复杂系统通常需要以模块化的方式进行设计和实现。

2. 顺序一致性

顺序一致性是一种广泛应用于多处