Как протестировать и протестировать реализации мьютекса

Как видно из заголовка: как правильно тестировать и тестировать различные реализации мьютексов в c ++?

По сути, я написал свой собственный класс, похожий на std :: mutex, для проекта, работающего на 2 ядрах, armv7, с целью минимизировать накладные расходы в неоспоримом случае. Сейчас я рассматриваю возможность использования указанного мьютекса в других местах, а также в других архитектурах, но прежде чем я сделаю это, я хотел бы убедиться, что

• это действительно правильно
• нет никаких патологических случаев, в которых он работает намного хуже, чем стандартный std :: mutex.

Очевидно, я написал несколько базовых модульных тестов и микро-тестов, и все, кажется, работает, но в многопоточном коде «кажется, работает» не дает мне большого комфорта.

• Итак, существуют ли какие-либо методы статического или динамического анализа?
• Каковы распространенные подводные камни при написании модульных тестов для классов мьютекса?
• На какие типичные крайние случаи следует обращать внимание (с точки зрения производительности)?

Я использую только стандартные типы библиотек для реализации, которая включает в себя непоследовательные последовательные операции загрузки и хранения на атомарных элементах. Тем не менее, я в основном заинтересован в рекомендациях, не зависящих от реализации, так как я хотел бы использовать тот же тестовый комплект для других реализаций.

Вопрос сложный:

Некоторые источники сложности включают в себя:

• Сколько переключений контекста происходит: это очень важно в зависимости от платформы, на которой выполняются эти тесты. Некоторые платформы справляются с этим лучше, чем другие
• Являются ли функции, которые проверяются мьютексами, встроенными или нет. т.е. работает ли мьютекс только в хорошо оптимизированном или оптимизируемом коде.
• Эти мьютексы предназначены для локальности кэша. Будут ли ошибки в кэше значительно снижать производительность или вызывать больше переключений контекста. до и после ввода мьютекса.
• Будет ли сам мьютекс вызывать потерю локальности кэша. т.е. данные состояния мьютекса распределяются динамически.
• Будут ли эти мьютексы работать хорошо там, где внутри мьютекса содержатся переключатели контекста. то есть io, malloc и т. д.
• Будет ли мьютекс работать хорошо, если время ядра содержится в динамическом выделении и освобождении памяти mutex.ie.
• Сохраняется ли производительность при работе в виртуальных машинах?
• Является ли уничтожение или создание мьютекса дорогостоящим, т.е. данные о состоянии находятся в динамической памяти

Ваша идея очень интересна: эталон соответствия, с которым может быть проверена реализация мьютекса.

К сожалению, насколько я мог видеть, не существует широко известного эталона соответствия для реализации мьютекса. Итак, я полагаю, у вас в руках очень интересная проблема создания предложения для такого эталона соответствия.

И, так как вы участвовали в создании эталонной реализации, вы парень.

Если вы позволите мне сделать предложение, возможно, вы могли бы начать это исследование со стандарта POSIX для потоков в одну сторону и с некоторого изучения теоретической литературы по параллельной обработке, такой как CSP, или «Передача последовательных процессов». Этот тип бумаг обычно имеет дело с классическими параллельными проблемами, такими как Обедающие Философы.

Их реализация может быть интересной частью вашего теста соответствия, я думаю.