分布式共享内存的设计与实现问题

DSM是一种用于管理多个节点之间内存的机制，它能够使进程间的通信对最终用户来说变得透明。在设计共享内存机制时，我们可能会遇到一些被称为“问题”的难题。

DSM设计与实施中的相关问题：

• 粒度
• 共享内存空间的结构
• 内存的连贯性以及访问的同步性
• 数据的位置与访问方式
• 替代策略
• 惨败/失败
• 异质性

1. 粒度：“粒度”指的是DSM系统中数据块的尺寸。所谓“粒度”，其实就是网络中进行数据传输时的单位。当网络中存在数据块大小不一致的情况时，我们就可以以单词或短语作为数据块的计量单位。不同的网络可能会有不同的数据块大小。

2. 共享内存空间的结构：“结构”指的是内存中共享数据的设计方式。在DSM系统中，共享内存空间的结构通常取决于DSM系统所支持的应用程序类型。

3. 内存的连贯性以及访问的同步性：在DSM系统中，共享的数据应该能够在网络中的不同节点之间同时被访问。这个系统的基本问题在于数据的无序性。这种数据无序性可能会因为同步访问而加剧。为了解决这一问题，我们需要在DSM系统中使用一些同步原语、信号量、事件计数等工具。

4. 数据的存储与访问方式：为了能够共享DSM系统中的数据，必须能够实现根据客户端或处理器的需求来定位和获取相关数据。因此，DSM系统必须实现某种形式的数据块查找机制，以便能够向网络用户提供所需的数据，从而满足所采用的内存一致性语义要求。

5. 替代策略：当节点的本地内存已满时，该节点发生的缓存缺失不仅意味着需要从远程节点获取信息块，还意味着需要替换掉本地内存中的旧数据块。因此，在DSM系统的设计中，采用合适的位置替换方法是非常重要的。

6. 疯狂的攻击/狂暴的攻击行为：在DSM系统中，数据块会根据需求在各个节点之间移动。这样一来，如果有两个节点争夺对某个数据项的写入权限，那么与这些数据块相关的数据就会频繁地来回移动。这种情况下，实际上没有任何实际的工作会被完成。因此，DSM系统需要采用某种方法来避免这种被称为“ thrashing”的情况发生。

7. 异质性：DSM系统适用于同质化的系统，因此不需要处理异质性的问题。不过，如果所涉及的系统环境是异质的，那么DSM系统的设计就必须要能够应对这种异质性情况，这样才能让系统能够正确地运行在具有不同架构的机器上。