Read-Copy-Update List
Read-Copy-Update (RCU) List RCU List는 동시성을 지원하는 연결 리스트 구조로, 여러 스레드가 동시에 안전하게 접근하고 수정할 수 있도록 설계되었다. RCU List는 Read-Copy-Update 메커니즘을 사용하여 구현된 동시성 연결 리스트로 읽기 작업에 대해 락을 사용하지 않으면서도 동시에 업데이트를 수행할 수 있게 해준다. 특징 락 없는 읽기: 읽기 작업은 동기화 없이 수행된다. 동시성 지원: 여러 스레드가 동시에 리스트에 접근할 수 있다. 읽기 성능 최적화: 읽기 작업의 성능이 매우 뛰어나다. 공간-시간 트레이드오프: 더 많은 공간을 사용하여 빠른 연산을 가능하게 한다. 구현 방식 삽입: 새 노드를 생성하고 원자적으로 리스트에 연결한다. 삭제: 노드를 리스트에서 제거한 후, 일정 시간이 지난 뒤 메모리를 해제한다. 읽기: 동기화 없이 리스트를 순회한다. 장점 높은 읽기 성능: 읽기 작업이 매우 빠르다. 확장성: 다중 코어 시스템에서 좋은 성능을 보인다. 데드락 방지: 읽기 작업에서 락을 사용하지 않아 데드락 위험이 줄어든다. 응용 운영체제 커널 데이터베이스 시스템 네트워크 스택 고성능 멀티스레드 애플리케이션 동작 원리 읽기 작업: 동기화 없이 리스트를 순회한다. 쓰기 작업: 새로운 버전의 데이터를 생성하고, 원자적으로 포인터를 업데이트한다. 삭제: 노드를 리스트에서 제거한 후, 모든 읽기 작업이 완료될 때까지 기다렸다가 메모리를 해제한다. 구성 요소 노드: 데이터와 다음 노드를 가리키는 포인터를 포함한다. 헤드 포인터: 리스트의 첫 번째 노드를 가리킨다. RCU 동기화 프리미티브: rcu_read_lock(), rcu_read_unlock(), synchronize_rcu() 등 예시 코드 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference; public class LockFreeStack<T> { private static class Node<T> { final T value; Node<T> next; Node(T value) { this.value = value; } } private AtomicReference<Node<T>> head = new AtomicReference<>(null); public void push(T value) { Node<T> newNode = new Node<T>(value); while (true) { Node<T> currentHead = head.get(); newNode.next = currentHead; // CAS로 head를 새 노드로 업데이트 시도 if (head.compareAndSet(currentHead, newNode)) { return; } // 실패하면 다시 시도 } } public T pop() { while (true) { Node<T> currentHead = head.get(); if (currentHead == null) { return null; } // CAS로 head를 다음 노드로 업데이트 시도 if (head.compareAndSet( currentHead, currentHead.next)) { return currentHead.value; } // 실패하면 다시 시도 } } } 참고 및 출처