Gem-graph/Concurrent Programming

Concurrent programming for gem-graph

Le thread maître, dans l'ordre:
(1) - cherche, en un temps fini, un espace local dans l'espace global de préemption et, s'il le trouve:
      + tente, en un temps fini, de le préempter et, si la préemption a été possible,
      + tente, en un temps fini, de réserver une place dans la liste des threads
      + en cas de succès, crée un thread de calcul en lui communiquant les adresses
        
(2) - cherche, en un temps fini, dans la liste des threads s'il y a qui ont fini leur calcul et, s'il y en a:
      + lève la préemption de leur espace local et
      + les retire de la liste des threads.
      
(3) - affiche les résultats.

Chaque thread de calcul, dans l'ordre:
(1) - lit son espace local graphique et les règles écrites dans l'arbre des transitions et les compare.
      (pour faire ce calcul, il n'écrit que dans des variables locales)
      si échec, il se termine, sinon: 
      
(2) - si une règle peut être appliquée, écrit le résultat de son calcul dans l'espace global.

(3) - dans tous les cas, écrit qu'il est terminé dans une liste où le thread maître peut lire et écrire.
      cette écriture est sa dernière instruction. (après, il est terminé)

---

>  engine (top-level ?) > thread maître en boucle infinie:

opération                       type               ressource                      thread maître          thread de calcul
---------                       ----               ----------                     -------------          ----------------
recherche espace local          boucle finie       liste des flèches              lecture
                                                   espace global de préemption    lecture

préemption espace local         section critique   espace global de préemption    fermeture verrou
     vérification               boucle finie       espace global de préemption    lecture
     si confirmation:           boucle finie       espace global de préemption    écriture
                                fin section c.     espace global de préemption    ouverture verrou
si succès préemption:
recherche d'une place thread    section critique   liste des threads              fermeture verrou
                                boucle finie       liste des threads              lecture
si succès,                      assignment         liste des threads              écriture
                                fin section c.     liste des threads              ouverture verrou
si succès, création d'un thread assignment         mémoire / CPU système          écriture

recherche règle de transition   parcours d'arbre   arbre des transitions                                 lecture
                                                   espace global graphique                               lecture

si succès, transition locale    boucle finie       espace global graphique                               écriture

terminaison d'un thread         section critique   liste des threads                                     fermeture verrou
(adresse connue)                assignment         liste des threads                                     écriture
                                fin section c.     liste des threads                                     ouverture verrou
                                                                                                         fin du thread

recherche place espace local    section critique   liste des threads              fermeture verrou
                                boucle finie       liste des threads              lecture
si succès, levée préemption     assignment         liste des threads              écriture
                                fin section c.     liste des threads              ouverture verrou

thread d'affichage              boucle finie       recherche résultats            lecture
                                                   sorties système                écriture
---------                       ----               ----------                     -------------            ----------------

Trois ressources doivent être accessibles aux threads de calcul de l'automate:
- les transitions (c-a-d: l'arbre des règles) en lecture seulement:
- l'état local (c-a-d: une partie de l'espace global préemptée) pour:
    (1) lire les contraintes nécéssaires pour le choix de la règle de transition
    (2) puis écrire le résultat de son calcul en cas de succès
- la liste des threads en écriture pour indiquer au thread maître qu'ils vont se terminer

Un thread de calcul n'est crée que si la préemption a été possible.
Son calcul aboutit au choix de l'une des règles ou échoue.
Comme les threads ont seulement besoin de lire l'arbre des règles pendant leur calcul,
leurs lectures ne causent pas de risque de race condition.

La liste des threads est le seul objet où plusieurs threads doivent écrire:
- le thread maître au début du calcul (quand il a préempté et va créer un thread) et
- chaque thread quand il va se finir (pour que le thread maître sache qu'il peut lever la préemption)

Un point délicat est qu'il ne faut pas que l'espace global de préemption soit modifié entre:
- le moment où le thread maître vient de trouver un espace local convenable et
- le moment où il a fini de préempter cet espace local.
Il faut donc qu'il soit vérifié après mise en place du verrou sur l'espace global
et avant préemption (et levée du verrou)

Il ne semble pas y avoir de risque entre:
- le moment où un thread de calcul a fini de modifier son espace local, et
- le moment où le thread maître lève la préemption associée

La préemption et sa levée doivent être des opérations atomiques

David Beazley & Brian K.Jones Python Cookbook 2013 p503:
"The solution in which locks are always acquired in strict order [...] 
can be mathematically proven to avoid deadlocks 
[because] you can't get cyclic locking dependencies, 
which are a necessary condition fordeadlock to occur."