[发明专利]一种高速缓存友好的用户级线程调度方法

权利要求书

1.一种高速缓存友好的用户级线程调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，线程池初始化；

步骤2，线程池运行，进行用户级线程调度；

步骤1包括如下步骤：

步骤1-1，根据cpu数目确定工作线程Worker数目，每个工作线程Worker对应一个物理线程，工作线程Worker中包含对象池Arena；

步骤1-2，初始化每个工作线程Worker的对象池Arena，预先构造对象池Arena中的FixSizedTask；

步骤1-3，初始化对象池Arena中的4个链表：ExecList，FreeList，ReadyList，StolenList，其中FreeList中装满预先构造好的Task和join方法，所述join方法即等待子任务，并与子任务同步的方法；

所述Task是任意用户级任务的任务例程的抽象，是公开给用户的接口，由用户自主定义任务执行函数，并提供fork方法；

ExecList是专门存放即将执行或正在执行中的FixSizedTask的容器，其中的FixSizedTask不能被其他工作线程窃取；

FreeList是专门存放预先构造好的空的FixSizedTask的容器，新任务创建时能够随时取用，任务执行完要回收到该容器；

ReadyList是专门存放待执行的FixSizedTask的容器，其中的FixSizedTask是能够被其他工作线程窃取的；

StolenList是专门存放已经被其他工作现场窃取的FixSizedTask的容器，所述FixSizedTask虽被窃取，物理上仍位于本地对象池Arena的FixSizedTask中；

步骤1-4，将所述对象池Arena的所有FixSizedTask中的任务指针加入所述对象池Arena的FreeList中；

步骤1-5，初始化用于暂存用户提交的任务的Buffer，Buffer是Task的缓存区，专门存放由用户提交的Task，而非fork方法产生的子任务Task。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1-1中，所述工作线程Worker对应一个物理线程，持有一个Buffer和一个对象池Arena；工作线程Worker在闲暇时会自适应地进行休眠。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对象池Arena为对应工作线程Worker拥有的子任务的任务容器，由ExecList，ReadyList，FreeList，StolenList和FixSizedTask组成；ExecList，ReadyList，FreeList，StolenList只存放FixSizedTask指针，用于进行空闲对象管理，兼具内存池和预构造对象池的功能。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1-3中，所述ExecList，FreeList，ReadyList，StolenList均为无锁栈数据结构，支持无锁的并发push与pop操作，其中ReadyList和StolenList是免疫ABA问题的。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤1-5中，所述任务在物理上顺序存放于预先构造好的Task中，FreeList，ReadyList，StolenList，ExecList只存放Task的指针；所述任务有如下共同的元数据：

next指针；

用于解决ABA问题的引用计数器refcnt；

用于统计未结束的子任务数量的依赖计数器pendingcnt；

父任务指针parent；

每个工作线程Worker有个从0开始递增的序号，即工作线程WorkerID，以位图形式表示工作线程WorkerID和location的状态字段state，location是一个数字，用于代表所述任务位于哪个容器，有以下几种可能：FreeList，ReadyList，ExecList，StolenList，本地线程的运行栈，Buffer的空闲区间，Buffer的可用区间，Buffer的被窃取区间；

用于同步的synced字段。