Cómo probar y comparar implementaciones de mutex

Como dice el título: ¿Cómo prueba y compara adecuadamente diferentes implementaciones de mutexes en c ++?

Esencialmente escribí mi propia clase std :: mutex para un proyecto que se ejecuta en un núcleo 2, armv7 con el objetivo de minimizar la sobrecarga en el caso no disputado. Ahora estoy considerando usar dicho mutex en más lugares y también en arquitecturas diferentes, pero antes de hacer esto me gustaría asegurarme de que

• en realidad es correcto
• No hay ningún caso patológico en el que funcione mucho peor que un estándar std :: mutex.

Obviamente, escribí algunas pruebas unitarias básicas y micro puntos de referencia y todo parece funcionar, pero en el código multiproceso "parece funcionar" no me da una gran comodidad.

• Entonces, ¿existen técnicas establecidas de análisis estático o dinámico?
• ¿Cuáles son las dificultades comunes al escribir pruebas unitarias para clases mutex?
• ¿Cuáles son los casos límite típicos que uno debe tener en cuenta (en cuanto al rendimiento)?

Solo estoy usando tipos de biblioteca estándar para la implementación, que incluye operaciones de carga y almacenamiento no secuenciales consistentes en atómicas. Sin embargo, estoy principalmente interesado en los consejos agnósticos de implementación, ya que también me gustaría usar el mismo arnés de prueba para otras implementaciones.

El problema es complejo:

Algunas fuentes de complejidad incluyen:

• Cuántos cambios de contexto están teniendo lugar: esto es muy importante dependiendo de la plataforma en la que se ejecutan estas pruebas. Algunas plataformas manejan esto mejor que otras
• Son las funciones en las que se prueban los mutexes en línea o no. es decir, el mutex funciona bien solo en código bien optimizado u optimizable.
• Son estos mutexes diseñados para la localidad de caché. La pérdida de caché reducirá significativamente el rendimiento o causará más cambios de contexto. antes y después de ingresar el mutex.
• ¿El mutex mismo causará la pérdida de la localidad de caché? es decir, los datos de estado mutex se asignan dinámicamente.
• ¿Estos mutexes funcionarán bien cuando los cambios de contexto estén contenidos dentro del mutex? es decir, io, malloc, etc.
• El mutex funcionará bien si el tiempo del núcleo está contenido en la asignación y desasignación de memoria dinámica mutex.ie.
• ¿El rendimiento se mantiene cuando se ejecuta dentro de máquinas virtuales?
• ¿Es costosa la destrucción o construcción del mutex?

Su idea es muy interesante: un punto de referencia de cumplimiento con el que se podría probar una implementación de mutex.

Desafortunadamente, por lo que pude ver, no hay un punto de referencia de cumplimiento ampliamente conocido para las implementaciones de mutex. Entonces, supongo que tiene en sus manos el problema muy interesante de crear una propuesta para tal punto de referencia de cumplimiento.

Y, dado que ha estado involucrado en la creación de una implementación de referencia, usted es el tipo.

Si me permite una sugerencia, tal vez podría comenzar esta investigación con el estándar POSIX para hilos en un lado, y algún estudio de la literatura teórica del procesamiento concurrente, como CSP o procesos secuenciales de comunicación. Este tipo de documentos generalmente se ocupa de los problemas concurrentes clásicos, como los Dining Philosophers.

Supongo que una implementación de ellos podría ser una parte interesante de su punto de referencia de cumplimiento.