Synkronointibaarit

Synkronointibaarit ovat rinnakkaislaskennassa käytettyjä synkronointimekanismeja, joiden tarkoituksena on koordinoida useiden säikeiden tai prosessien eteneminen tietyllä vaiheella. Kukin osallistuja saapuu barriereihin ja pysähtyy odottamaan, kunnes kaikki osallistujat ovat saavuttaneet saman kohdan. Tämän jälkeen barriere vapauttaa osallistujat jatkamaan suoritustaan yhtä aikaa.

Barriereita käytetään tyypillisesti tilanteissa, joissa tehtävä voidaan jakaa osiin, mutta eteneminen vaatii muiden osanottajien synkronointia. Ne ovat keskeinen osa rinnakkaisohjelmistoja sekä korkean suorituskyvyn laskentajärjestelmiä.

Tunnetuimpia toteutuksia ovat MPI_Barrier (MPI-ohjelmointimalli), OpenMP-barriere sekä ohjelmointikielien korkeamman tason ratkaisut, kuten Java CyclicBarrier ja .NETin Barrier-luokka.

Ominaisuudet: toistuvuus (cyclic barrier), jolloin samaa barieria voidaan käyttää useita kertoja; mahdollisuus lisätä post-vaihetoimintoja, joka suoritetaan ennen vapauttamista; estokäyttäytyminen, ohjelma pysähtyy siihen asti, kunnes kaikki osallistujat ovat saapuneet.

Rajoitteet: latenssi riippuu viestinviennistä tai muistijakelusta; väärin suunniteltu barriere voi johtaa deadlockiin tai turhaan odottamiseen; sovellusten kuormitus ja resurssit vaikuttavat suoritukseen.

Historia: käsite kehittyi varhaisessa rinnakkaislaskennassa 1980–1990-luvuilla ja on ollut keskeinen työkalu lukuisissa HPC-sovelluksissa.