问题描述
说明：
我有多个线程 (4-32)。这些线程都可以访问一个数组：int resources[1024]。 资源数组包含不同的值 (0-1023)。单个资源（int）只能有一个实例。每个线程需要不同数量的资源，这些资源在某个时候返回给数组。线程可以多次请求资源，并且一次只返回获取的部分资源。每个线程都通过 2 个方法访问这个数组：GetElement(),ReturnElement(int element)
GetElement()：此方法锁定部分，从资源数组中删除最后一个元素并将其返回给调用线程。每个线程都在为 n 个资源循环调用该方法。
ReturnElement(int element)：此方法锁定部分，在数组中最后一个后附加参数中的资源元素。每个线程都在为 n 个资源循环调用该方法。
当前的实现方式存在缺陷，即当多个线程同时获取资源时，可能没有一个线程获得所需的数量。我正在考虑在单个线程获取或返回资源时锁定对数组的访问，然后将其解锁。这种方法会阻塞所有其他可能有问题的线程。
有没有更有效的方法？
解决方法
这个问题是 dining philosophers problem 的一个变体，这是一个活跃的研究领域。有一些解决方案，但没有一个是完美的，通常在这种情况下，以通用和恒定时间的方式避免死锁是有问题的。
一些通用的解决方案方向：
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使用仲裁员。这可以像全局或每个节点（在 NUMA 的情况下）锁定整个资源分配过程一样简单，但也可以以无锁方式完成，例如优先考虑具有较低 ID 的工作人员。
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实现工作窃取：从另一个等待的 worker 回收部分分配的资源，但有一些内置的不公平性（例如，永远不要从 worker 0 获取）。这需要跟踪部分分配的资源和一些线程间（进程间）通信。
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尝试释放：尝试获取资源，如果失败，则释放部分获取的资源并放弃执行（等待一小段时间）。 Howard Hinnant 对此做了一些研究，可以在 here 中找到。
根据您的问题描述，我建议使用中控锁的简单解决方案，或者更好的是，首先尝试避免该问题。鉴于您正在开发虚拟内存分配器，因此有一些专门针对此的研究，例如这个来自jemalloc。