1) 메모리 장벽 (Memory Fence, Memory Barriers)

• 컴퓨터 아키텍쳐가 응용 프로그램에게 메모리 접근 시 보장되는 사항을 결정한 방식을 ‘메모리 모델’이리 한다.
  • 이 중에서도 메모리 장벽은 메모리 접근시 변경사항을 모든 프로세스에게 알리는 ‘강한 순서’ 모델에 속함
• 프로세스 수행 중에 이 메모리 장벽을 만나면, 그 전까지의 CPU의 레지스터나 캐시 값의 변경을 메인 메모리에 반영하는 것이다. → 메인 메모리에 바로 올림으로써 모든 프로세스에게 변경사항을 알리는 것이나 마찬가지
• 커널 시스템 개발자가 이를 주로 만지고 설정한다.

2) 하드웨어 명령어

• 워드의 내용을 검사하고 변경하거나, 두 워드의 내용을 원자적으로 교환할 수 있는데, 이를 할 수 있도록 도와주는 하드웨어딴의 명령어

• test_and_set

  • 해당 명령어는 원자적으로 수행된다. → 두 개의 test_and_set이 실행될 때 각각 동시에 원자적으로 내부 임의의 순서대로 수행된다.

  /* 여기에 특정 조건을 더해 검사하고True False 설정 변경을 가능케한다 */
  boolean test_and_set(boolean *target){
  	boolean rv = *target;     /* rv 값에 target 값 대입 */
  	*target = true;           /* target 값 변경 후 반환 */
  	return rv;
  	}
  	
  	=> 세 문장 보두 한 번에 순차적으로 수행
  

  /* lock이라는 공동 변수를 사용 */
  do{
  	while(test_and_set(&lock)){
  		;/* do nothing */
  		
  			/* critical section -> 수행중에 아마 lock = true로 또 설정할 듯*/
  		
  		lock = false;
  			/* remainder section */
  	} while(true)
  
  

• compare_and_swap(CAS)

  • 세 가지의 변수를 받는다. target값과 expected값을 비교하고 동일하다면 new_value 값으로 변경하는 명령어
  • test_and_set과 마찬가지로 lock이라는 공동 변수를 이용하는데, 이 값은 false는0 true는 1로 주어 서로 비교하고 변경하는 방식으로 동시성을 제어
  • 무기한 지연시간 방지기능도 첨가가 가능

  int compare_and_swap(int *value, int expected, int new_value){
  	int temp = *value;
  	
  	if(*value == expected){
  			value = new_value;
  	}
  	return temp;
  }
  

• Atomic Variable (원자적 변수)

  • 정수 및 부울과 같은 기본 데이터 유형에 대한 원자적 연산을 제공하기 위해 CAS 방식을 활용하여 구현한 방식이다.
  • 갱신되는 동안 단일 변수에 대한 데이터 경쟁이 있을 수 있는 상황에서 상호 배제를 보장하는 데 사용
  • 완벽하게 경쟁 조건을 해결하지는 않는다. →기존 경쟁 조건에서와 마찬가지로 만약 생산자가 데이터 1개를 생성해낼 경우 두 개의 소비자가 while 문에서 동시에 빠져나와 해당 데이터에 접근할 수 있기 때문
  • 병행 응용 프로그램들에서 많이 쓰이지만 데이터 한 개의 갱신에만 제한되는 경우가 많다.

  increment(&sequence) -> 단순한 증감 함수
  
  void increment(atomic int *v){
  	int temp;
  	do{
  		temp = *v;
  	}
  	while(temp != compare_and_swap(v, temp, temp+1);
  }