[논문]C++11 멀티스레드 프로그래밍을 위한 Lock-Free shared_ptr와 weak_ptr의 구현

구태균; 정내훈

doi:10.7583/jkgs.2021.21.1.55

[국내논문] C++11 멀티스레드 프로그래밍을 위한 Lock-Free shared_ptr와 weak_ptr의 구현
Implementation of Lock-Free shared_ptr and weak_ptr for C++11 multi-thread programming 원문보기

한국게임학회 논문지 = Journal of Korea Game Society, v.21 no.1, 2021년, pp.55 - 66

구태균 (한국산업기술대학교 게임공학과) , 정내훈 (한국산업기술대학교 게임공학부)

초록
AI-Helper

고성능이 요구되는 게임 프로그래밍에서 멀티스레드 프로그래밍은 필수이다. 하지만 널리 사용되는 C++11의 shared_ptr와 weak_ptr는 멀티스레드 환경에서 오작동 및 성능 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 기존의 오작동 방지 방법보다 높은 성능을 가지는 Lock-Free shared_ptr와 weak_ptr를 제안한다. 제안하는 두 객체는 논블로킹 알고리즘을 이용하여 멀티스레드에서의 데이터 레이스를 방지하였으며, 8스레드 환경에서 실험한 결과 스레드 사이의 경쟁이 낮은 상황에서 기존의 방법보다 최대 7424% 향상되었고, 경쟁이 높은 상황에서 최대 3767% 향상된 성능을 보여준다.

Abstract ▼ AI-Helper

Multi-thread programming is essential in high performance game programming. But, the widely used C++11 shared_ptr and weak_ptr have malfunction and performance problems in multi-thread environments. In this paper, we propose Lock-Free shared_ptr and weak_ptr, which have higher performance than current error preventing methods. These use a non-blocking algorithm to prevent data race in multi-thread environments. As a result of experimenting in an 8 thread environment, performance has improved up to 7424% in a situation where competition between threads is low, and 3767% in high competition.

주제어

표/그림 (14)

그림 [Fig. 1] C++11 shared_ptr/weak_ptr
그림 [Fig. 2] Organization of Lock-Free shared_ptr/weak_ptr
그림 [Fig. 3] Lock-Free shared_ptr/weak_ptr
그림 [Fig. 4] addcopy algorithm Flow chart
그림 [Fig. 5] add_shared_copy() Operation in LFSP
그림 [Fig. 6] LFCB validation
그림 [Fig. 7] '='operator algorithm Flow chart
그림 [Fig. 8] operator=() Operation in LFSP
그림 [Fig. 9] Recycle Linked List
그림 [Fig. 10] Alloc()/Regist() Operations in RLL
표 [Table 1] Type of ZSL in the experiment
표 [Table 2] Configuration of the experiment
그림 [Fig. 11] Result of the experiment
그림 [Fig. 12] LFSPZSL's performance improvement for ATSPZSL

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상세보기
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