01
多核同步概述
为什么需要低延迟同步？多核架构基础、缓存一致性协议(MESI)简介、同步原语概览。
基础MESI
02
原子操作与内存屏障
CAS操作原理、Load-Linked/Store-Conditional、内存屏障类型与作用、编译器屏障。
原子屏障
03
锁的实现与优化
自旋锁、读写锁、RCU(Read-Copy-Update)机制、无锁队列设计。
锁RCU
04
缓存优化与伪共享
缓存行对齐、伪共享问题分析、对齐技术实战、性能对比测试。
缓存伪共享
05
NUMA架构下的同步
NUMA感知锁设计、内存亲和性、跨节点访问优化、本地内存优先策略。
NUMA亲和性
06
硬件同步原语
硬件事务内存(HTM)、Intel TSX指令集、ARM LSE扩展、RISC-V A扩展。
HTMTSX
07
软件事务内存(STM)
STM基本原理、冲突检测机制、版本管理、实际应用场景。
STM事务
08
无锁数据结构
无锁栈、无锁队列、无锁哈希表、ABA问题与解决方案。
无锁ABA
09
内存模型与顺序一致性
顺序一致性模型、TSO模型、弱内存模型、ARM/POWER内存模型。
内存模型TSO
10
同步性能分析工具
perf工具使用、火焰图分析、延迟测量方法、同步热点识别。
perf火焰图
11
消息传递同步
MPI基础、共享内存消息传递、异步消息处理、零拷贝技术。
MPI零拷贝
12
栅栏与屏障同步
内存栅栏、线程栅栏、任务栅栏、同步点优化。
栅栏屏障
13
读写锁深度优化
偏向锁、轻量级锁、重量级锁、锁升级降级。
读写锁升级
14
条件变量与信号量
条件变量实现、信号量机制、生产者消费者模式、等待队列优化。
条件变量信号量
15
分布式同步
分布式锁实现、Paxos/Raft协议、时钟同步、分布式屏障。
分布式Raft
16
实时系统同步
优先级反转、优先级继承协议、无锁实时同步、时间触发同步。
实时优先级
17
GPU与异构同步
GPU内存模型、CUDA同步原语、CPU-GPU协同、异构内存管理。
GPUCUDA
18
FPGA加速同步
硬件同步器设计、FPGA锁实现、可编程同步引擎、延迟分析。
FPGA硬件
19
同步算法复杂度分析
阿姆达尔定律、同步开销模型、扩展性分析、最优同步策略。
复杂度阿姆达尔
20
混合同步方案
锁与无锁混合、乐观与悲观同步、自适应同步策略、动态切换机制。
混合自适应
21
同步安全与死锁
死锁检测、死锁预防、活锁与饥饿、安全同步模式。
死锁安全
22
同步测试与验证
并发测试工具、模型检查、形式化验证、压力测试方法。
测试验证
23
操作系统同步原语
Linux内核同步、Windows同步API、RTOS同步机制、微内核同步。
内核API
24
编程语言同步特性
C++11/14/17内存模型、Java内存模型、Go协程同步、Rust所有权同步。
C++GoRust
25
数据库并发控制
MVCC机制、乐观锁、悲观锁、事务隔离级别。
MVCC事务
26
网络同步协议
TCP拥塞控制同步、RDMA同步、分布式共识、时间同步协议。
RDMA共识
27
同步能耗优化
能耗感知同步、动态电压频率调整、异步电路同步、低功耗锁设计。
能耗DVFS
28
量子计算同步
量子纠缠同步、量子密钥分发、量子时钟同步、量子网络同步。
量子纠缠
29
未来同步技术
光互连同、忆阻器同步、生物启发同步、AI辅助同步。
未来AI
30
综合案例实战
高性能计算同步、金融交易系统同步、游戏引擎同步、自动驾驶同步。
实战案例