# 2024q1 Homework5 (assessment)
contributed by < [`kkkkk1109`](https://github.com/kkkkk1109) >

## 閱讀 [因為自動飲料機而延畢的那一年](https://blog.opasschang.com/the-story-of-auto-beverage-machine-1/)
看了這個故事覺得很有感觸，起初對於自動飲料機，想像中的其實很簡單，只要寫個程式，做個模具，一切都會順其自然地完成了。但事實則不然，從 3D 印表機導致的公差錯誤，冰塊分配器的製作和運送，電路的焊接，到最後的第一杯飲料，過程都是複雜及瑣碎的。我覺得對我來說最大的啟發應該就是不懂裝懂這件事。在尚未實作或是實踐之前，都以為這個方法可行、簡單。但事實上，實際執行才會遇到實際會發生的問題。

在思考如何解決冰塊分配器的問題時，老師回答道
> 我相信這個問題絕對不會沒有人碰過，一定有人解決過，所以你不該卡在這裡，因為這件事卡在這裡是相當不值得的。

這句話非常打動我，無論是研究或是計畫中，常常遇到突然出現的問題，但這些事一定有人也有遇過，若台灣沒有，那其他國家可能會有。而真正該花心思的是如何去達成別人沒有達成的事，並且失敗是不可恥的，可恥的是無法接受失敗。

另一方面我也了解到，實際上的工程和理論真的是兩回事，在計畫的過程，也碰到理論如何運用到實際上，軟體如何整合到硬體上，處處都需要考量，我們教授也常講說，**要把自己想成衛星的角度思考**，而不能以一個上帝的角度看待事物。

## 閱讀 CS:APP
### Concurrency

LKMPG, locks, atomics, sched, CS:APP Ch12,
false sharing
false sharing -多核處理 cache line cache cohenrence

## 期末專題
TODO: https://hackmd.io/@sysprog/concurrency 並紀錄問題
TODO: quiz9/quiz10/quiz12 (or newer)

紀錄
## Atomic 操作

:::info
為何使用 `alignas` 可以避免false sharing
* false sharing
* 當其中一個 thread 改變了快取中其中一個變數，而因此當另一個thread 要讀取這個memory 時 會導致cache miss(因為整個cache line 和 記憶體中不一樣) 導致要回去 memory 讀取並變更 cache line，即便所要存取的變數根本沒有變動(只是在同個cache line 上

所以可以利用 alignas 的方式 讓這兩個變數的地址間隔一個 cache line 的大小(64KB = 102464 = 2^16 ) 如此一來，當變更不同的變數時，不會造成持續更新 cache line 的狀況，也就是 false sharing。
:::

* 得到 mutex lock 後卻進入等待，不就造成 lock 卡住了嗎？

pthread_mutex_t *lock;
pthread_cond_t *notFull, *notEmpty;

void consumer(char* buf) {
   for(;;) {
	pthread_mutex_lock(lock);
	while(count == 0)
		pthread_cond_wait(notEmpty, lock);
	useChar(buf[count-1]);
	count--;
	pthread_cond_signal(notFull);
	pthread_mutex_unlock(lock);
   }
}

:::info
pthread_cond_wiat 會去查看條件是否成立，若需要等待的話，則會先釋放 lock ，直到條件成立。
:::

在 [實作輕量級 mutex](https://hackmd.io/@sysprog/concurrency/%2F%40sysprog%2Fconcurrency-mutex)

> condvar 不僅是互斥的同步機制，還要一種方式等待其他執行緒進行某些操作。當我們需要在臨界區段 A 中等待臨界區段 B 先完成某些操作時，可用 condvar。
一個 condvar 必須與一個 mutex 配對使用，因此等待 condvar 的過程實際上涉及二次等待：
等待 condvar 的訊號（通常由其他執行緒的發出)
等待所屬的 mutex lock 的釋放
這也意味著等待的執行緒需要兩次等待 (wait) 和兩次喚醒 (wake)。

不過上述的程式碼卻是先獲得 mutex 後，再查看 condvar ，並釋放 mutex lock， 給其他 thread 使用，直到 condvar 成立，但成立後便會馬上獲得 mutex 嗎? 或是要等 其他 mutex 釋放? 那有先後順序嗎?