迈克尔·斯科特 （ Michael Scott ）今年34岁 ，曾在罗切斯特大学（University of Rochester）担任计算机科学教授，并在他的故乡威斯康星大学麦迪逊分校担任了五年院长。 他从事并行和分布式编程以及语言设计领域的研究，并向学生传授该知识。

全世界都从教科书“ 编程语言语用学”中了解迈克尔，而“ 共享内存多处理器上的可伸缩同步算法”一书获得了Dijkstra奖，这是分布式计算领域最著名的奖项之一。 您也可以知道他是该Michael-Scott算法的作者。

他与Doug Lee一起开发了运行Java库的那些非阻塞算法和同步队列。 JavaSE 6中引入了“双重数据结构” ，从而使ThreadPoolExecutor的性能提高了10倍。

内容：

• 罗切斯特大学的职业生涯开始。 天猫座的夏洛特计划；
• IEEE可扩展一致性接口，MCS锁定；
• 在瞬息万变的世界中生存；
• 学生们变得笨拙吗？ 全球趋势，国际化；
• 与学生的有效合作；
• 如何跟上新课程和新书的准备；
• 商业与学术之间的关系；
• 实际执行想法。 MCS，MS，CLH，JSR 166，与Doug Lee等合作；
• 交易记忆；
• 新架构。 交易记忆的接近胜利；
• 非易失性内存，Optane DIMM，超快设备；
• 下一个大趋势。 双重数据结构。 九头蛇

采访人：

Vitaly Aksenov目前是IST Austria的后勤工作人员，并且是ITMO大学计算机技术系的一名员工。 从事竞争性数据结构的理论和实践研究。 在加入IST之前，他在Peter Kuznetsov教授的指导下获得了巴黎Didro大学和ITMO大学的博士学位。

阿列克谢·费多罗夫 （ Alexey Fedorov）是俄罗斯公司JUG Ru Group的制作人，该公司为开发人员组织会议。 Alexey参加了50多个会议的筹备工作，其简历涵盖了从Oracle的开发工程师（JCK，Java Platform Group）的职位到Odnoklassniki的devrell的职位。

Vladimir Sitnikov是Netcracker的工程师。 十年来，他一直致力于NetCracker OS的性能和可伸缩性，该软件是电信运营商用来自动化网络和网络设备管理流程的软件。 他对Java和Oracle数据库性能问题感兴趣。 作者在官方PostgreSQL JDBC驱动程序中进行了十几项性能改进。

罗切斯特大学的职业生涯开始。 夏洛特项目，山猫语言。

Alexei ：首先，我想告诉您，在俄罗斯，我们都喜欢计算机科学，数据科学和算法。 不雅权利。 我们都读过《 Cormen》，《 Leiserson》和《 Rivest》这本书 。 因此，即将举行的会议，学校和这次采访本身应该会很受欢迎。 在这次采访中，我们收到了来自学生，程序员和社区成员的许多问题，因此我们非常感谢您这次机会。 在美国，计算机科学是否会受到同样的热爱？

迈克尔（Michael） ：我们的领域如此之多，方向如此之多，它以各种方式影响着社会，以至于我很难明确地回答您。 但事实是，由于她在过去的30年中，商业，行业，艺术和整个社会发生了巨大变化。

Vitaliy ：让我们从遥远的地方开始。 在许多大学中，在一个特定领域都存在类似专业化的问题。 对于卡内基梅隆大学，这些是并行计算；对于MIT，加密，机器人和多线程。 罗切斯特大学有这样的专业吗？

迈克尔 ：老实说，我想说CMU和MIT专长于所有领域。 在我们部门，始终最关注人工智能。 与我们合作的人中有一半从事AI或人机交互-这个比例比其他部门要大，而且一直如此。 但是，当我上大学时，我没有任何AI课程，而且我从未在这一领域工作过。 因此，我的部门专门研究与我无关的问题。 安慰的是，对我们部门来说，第二重要的问题是并行和多线程编程，即我的专业。

Vitaliy ：您在多线程编程领域刚刚起步时就开始学习计算机科学。 您的出版物列表显示，前几篇著作涉及相当广泛的问题：多线程系统，分布式文件系统和操作系统中的内存管理。 为什么如此多功能？ 您是否尝试过在研究社区中找到自己的位置？

迈克尔 ：作为一名学生，我参加了威斯康星大学的夏洛特项目 ，该项目开发了最早的分布式操作系统之一。 我在那里与Raphael Finkel和Marvin Solomon合作。 我的论文致力于为分布式系统的系统软件开发一种语言-现在每个人都已经忘记了它，并感谢上帝。 我创建了Lynx编程语言，旨在简化具有弱绑定的分布式操作系统的服务器创建。 因为那时我主要从事操作系统，所以我认为我的职业将主要与它们有关。 但是罗切斯特大学规模很小，因此，不同的团体之间的交流非常紧密。 我没有其他可以与之交流的操作系统专家，因此所有联系人都与在完全不同的领域工作的人员联系。 我真的很喜欢，成为通才对我来说是一个很大的优势。 在谈到多线程数据结构和同步算法时，我开始完全无意中处理它们。

IEEE可扩展一致性接口，MCS锁定。

Vitaliy ：您能否提供更多有关此的详细信息？

迈克尔 ：这是一个有趣的故事，我从不告诉所有人。 它发生在波士顿的ASPLOS会议上-大约在80年代末或90年代初。 本系毕业生John Mellor-Crummey参加了会议。 我认识他，但是在那之前我们还没有进行过联合研究。 威斯康星州的Mary Wernon介绍了他们在威斯康星州开发的多处理器系统： Wisconsin Multicube 。 在这个铁级的Multicube中，有一个同步机制，称为“同步位上的Q”，后来又改名为“锁定位上的Q”，因为它的发音类似于Colby奶酪的名字，即双关语。 如果您对多线程机制感兴趣，您可能知道Colby最终成为了IEEE可扩展一致性接口标准的同步机制。 它是一种锁定机制，可以在铁级上从一个缓存创建指向另一个缓存的指针，以便每个锁持有者都知道轮到谁了。 当约翰和我听说这件事时，我们互相看着对方说：为什么要这样做呢？ 您不能对比较交换做同样的事情吗？ 在玛丽继续讲话的同时，我们拿了一个听众笔记本，在上面放了一个MCS锁 。 后来我们实施了它，进行了试验，这个想法被证明是成功的，并且我们发表了一篇文章。 然后，对我来说，这个话题似乎只是一个有趣的分心，此后我计划返回操作系统。 但是随后，另一个问题又朝着同一方向出现，最终同步，多线程和数据结构成为我的主要专长。 如您所见，所有这些都是偶然发生的。

Vitaliy ：我一直很熟悉MCS阻止，但是直到现在我还不知道这是您的工作，并且不知道这是您姓氏的缩写。

如何在瞬息万变的世界中生存？

Alexei ：我对一个相关主题有疑问。 30或40年前，不同的专业有更多的自由。 如果您想开始从事多线程或分布式系统的职业-请，您想使用操作系统-没问题。 在每个领域，都有很多开放性问题，很少有专家。 狭special的专业化现在已经出现：一般来说，根本没有操作系统方面的专家，只有个别系统方面的专家。 多线程和分布式系统也是如此。 但是问题在于我们的生活不是无止境的，每个人只能投入数十年的时间进行研究。 如何在这个新世界中生存？

迈克尔 ：我们在这方面并不特别，其他地方也一样。 我很幸运，当这个领域处于“少年时代”时，我就开始在计算机科学领域工作。 已经奠定了一些基础，但是一切还很不成熟。 这样的机会很少出现。 电气工程已经存在了很长的时间，几乎从一开始就存在物理学，甚至是数学。 但这并不意味着在数学上没有其他人会发现有趣的发现。 仍然存在许多未解决的问题，但与此同时，还需要学习更多。 您正确地注意到，现在的专业比以前更多了，但这仅意味着我们与人类活动的大多数其他领域处于同一状况。

阿列克谢（Alexei） ：我对问题的更实际方面感兴趣。 我接受过数学教育，在学习期间，我经常参加会议并从事各种科学课题。 我发现听众中没有人理解我的报告，以同样的方式，其他人的报告只能自己理解。 在高级主题中并非如此，但是一旦您开始深入研究某些内容，观众就会跟不上您。 您如何处理？

迈克尔 ：并非总是成功。 最近，我准备了一份报告，其中过于深入地介绍了技术细节。 随着报告的进行，很明显，大多数听众都不了解我，所以我不得不适应旅途中的情况。 幻灯片无法再更改，因此效果不佳-因此，总的来说，我尽量不要使用幻灯片。 总的来说，我的建议是-考虑您的听众。 您需要知道与谁联系，他们具有什么知识水平以及他们需要听什么以评估您的工作。

维塔利（Vitaliy） ：您能否暗示一下本讲座的内容？

迈克尔 ：老实说，我不想谈论这个话题，以免让有问题的人匿名。 最重要的是，我们经常过于深入地研究所解决问题的精妙之处，因此我们很难在报告开始时解释这个问题为何有趣且重要，以及它与学生已经知道的问题有何关系。 根据我的观察，这种技能对学生来说最困难。 那就是我最近的报告的弱点。 一份结构合理的报告应从一开始就与受众建立联系，并向其确切说明问题所在以及它与已知问题的关系。 此入门部分的技术程度将取决于受众。 如果杂乱无章，则报告可以是多阶段的。 每个人都应该可以访问该条目，到最后，部分时间可能不适合您，但是相对熟悉您所在地区的人将能够理解所有内容。

学生们变得笨拙吗？ 全球趋势，国际化。

阿列克谢（Alexei） ：您看学生已有几十年了。 从十年到十年或从一年到一年，学生会变得笨拙或更聪明吗？ 在俄罗斯，教授们经常抱怨说，学生每年都变得愚蠢，只是不清楚该怎么做。

迈克尔 ：您真的可以听到我们老年人的负面情绪。 在潜意识里，我们倾向于期望学生掌握我们已经拥有的所有30年经验。 如果我比1985年有更深刻的理解，那为什么学生没有呢？ 可能是因为他们已经20岁了，您觉得怎么样？ 我认为最近几十年来最重大的变化与人口结构有关：除加拿大人外，我们现在有更多的国际学生。 过去有很多加拿大人，因为我们非常靠近加拿大边境，学生可以在周末从那里回家。 但是现在加拿大有许多优秀的大学，而加拿大人更喜欢在家读书，而在美国，他们的旅行次数却少了很多。

Alexei ：您认为这是本地趋势还是全球趋势？

迈克尔 ：我不记得确切是谁，但是有人说世界是平坦的。 我们地区已经变得更加国际化。 ACM会议曾经专门在美国举行，然后决定每四年在其他国家举行一次会议，现在它们在世界各地举行。 这些变化在更大程度上影响了IEEE ，因为它一直是比ACM更国际化的组织。 项目经理（项目主持人）来自中国，印度，俄罗斯，德国和其他许多国家，因为现在到处都有很多事情在发生。

阿列克谢 ：但这种国际化可能存在一些负面影响？

迈克尔 ：我想说的是，所有负面方面都不是关于技术，而是关于政治。 曾经的主要问题是美国从世界各国偷走了最聪明和最有才华的人。 现在的主要问题是不同国家之间围绕签证和移民的政治游戏。

阿列克谢 ：就是障碍之类的东西。 知道了

弗拉基米尔（Vladimir） ：就我个人而言，我想知道在为学生教授一门新科目时您采用什么方法。 毕竟，有不同的选择：您可以首先尝试激发他们尝试一些新事物，并且可以更加注意某种技术的工作原理。 你喜欢什么？

与学生的有效合作

阿列克谢 ：如何找到第一和第二之间的可恶平衡？

迈克尔 ：问题是，上课并不总是如我所愿。 通常，我会提前给学生阅读材料，以便他们深入研究，尽可能多地理解并在他们无法理解的地方提出问题。 然后，在教室里，您可以专注于最困难的时刻，并一起探索它们。 这就是我最喜欢带领班级的方式。 但是考虑到当前学生的负担，我不能总是成功地确保他们提前做好准备。 结果，我们不得不花费更多的时间进行材料的重新转售。 尽管如此，我还是试图保持我们的课堂互动性。 否则，录制一次视频会更容易，然后学生可以在家观看。 生活活动的意义在于人与人之间的互动。 在教室里，除了某些图表过于复杂而无法在板上显示的情况之外，我不喜欢使用幻灯片，而是使用粉笔和黑板。 因此，我不需要遵守严格的课程计划。 由于我没有严格规定材料的顺序，因此我可以根据收到的问题适应听众。 通常，我会尝试使课程尽可能地互动，以使我呈现的材料取决于所问的问题。

弗拉基米尔 ：这很酷。 根据我的经验，很难从听众那里提问。 即使您事先提出任何问题，无论是愚蠢的还是聪明的，他们仍然保持沉默。 您如何处理？

迈克尔 ：您会笑，但如果您长时间静默站立，迟早每个人都会感到不舒服，并且有人会问一个问题。 或者，您可以问一个简单的技术问题，答案为“是”或“否”，以确定人们是否理解刚刚讨论的内容。 例如，上面的示例中是否存在数据竞争？ 谁认为是？ 谁不这样认为？ 谁根本什么都不懂，因为总共只有一半的手举起了？

Vitaliy ：如果回答不正确，您就会跳出课堂:-)

迈克尔 ：如果您什么都没回答，您应该提出一个问题。 为了回答我刚才提出的问题，我必须了解学生确切需要知道什么。 他们需要帮助我。 我准备适应他们，以便他们了解问题。 但是，如果我不知道他们的头绪，我将无法做到。 而且，如果您长时间没有给学生带来和平，那么最终他们有时会提出正确的问题，即那些可以帮助我了解学生头脑中正在发生的事情的问题。

阿列克谢（Alexei） ：这些问题有时会引发您自己从未想过的想法吗？ 他们是意料之外的吗？ 它们是否允许我们以新的眼光看待某些问题？

迈克尔 ：有些问题开辟了一种新的材料展示方式。 通常，有些问题会导致我不打算谈论的有趣问题。 学生经常告诉我，发生这种情况时，我倾向于脱离本课的主题。 而且，根据他们的说法，这经常是活动中最有趣的部分。 实际上，很少有几次学生问到一些问题，这些问题为研究提出了新的方向，并逐渐成为一篇文章。 这种情况多发生在与学生的对话中，而不是在上课时，偶尔在上课时。

阿列克谢 ：就是说，学生们问你问题，根据这些问题你以后可以发表文章吗？

迈克尔 ：是的。

Vitaliy ：您多久与学生进行一次此类对话？ , ?

: — . - 5 6 , - . , — . , . , . , . , , . , , , .

: ? , — .

: , — , . . , , . , , 9 17 . , , — .

.

: - , ? - Computer Science.

: , — .

: , 10, 20, 30 ? , , .

: , . 1980-, , ( Doug Baldwin ). , , . , . ( : «Programming Language Pragmatics» ) 200 . , , . , : , , , . , , . , Pascal, . Swift, Go, Rust, , . , , , . Python, Ruby Perl, , , , .

: . ? , — , . ?

: , 100% . , — . Rust, Google, Mozilla . , . , .

: . (cache coherence). , ? . ?

: , . ( William Bolosky ) ( Leonidas Kontothanassis ) 1990- . , : , , , . . , NUMA, page placement . , , — . , (hardware transactional memory). , , . , , . , .

: : , ? ?

: , , . , . , , . , , - . , - - , . . - , , . — .

: . , . , , Intel. , ?

: , , , - . , : , , . , , , . , , , , . , , . , . , . - 15 . , , «How to evaluate systems research» - , . , , , , . , .

: , , . , , TDP, . ? , ?

: , . , . , , . , Linux. , AWS. .

: ? ?

: . - 1980- , . , (National Science Foundation ) (Coordinated Experimental Research, CER). Computer Science, . 1984 128- BBN Butterfly, . . 128 , , . , 128 . MCS.

: , ?

: — . : -, , , . - 10 , - . Intel. , , , . , ( Steven Swanson ) . , . , . , , , .

. MCS, MS, CLH, JSR 166, .

: , . MCS - (MS) , Java. ( : ). CLH , . .

: , 10 .

: Java?

: . , ? ?

: , MS Java 5. (Mark Moyers) Sun Microsystems . , , , . (Doug Lea). , - 25 Sun JSR 166 , java.util.concurrent. , MS, . , , . , . , « », . , . Java.

: , .size() , O(1)?

: , .

: .size() Java, , , . , .

: (dual data structures) (Bill Scherer) — , Hydra . , Java Executor Framework. , (fair and unfair queues). , . executors .

: ? , . , , , , , - . ?

: , « » — , . , . , K42 IBM MCS , acquire release. , , . , , , . , .

, . , MS , , CAS. CAS . Intel , - 30 , . , MS, . , O(n) , O(1). , . - , . , . , , , , . . (Dave Dice) Oracle. , , , . NUMA-aware .

: , . - , , , . .

: , . , , . , . , 10, 20, 25 . , . , , , , . , . , . , , 10 . — 20. , . . , . (Joe Izraelevitz) DISC, , . , , . , . , , .

: - , ? , ? , , , .

: , , . -, , Google Scholar , , . , . , , , — . . , , , . , , .

: , ?

: , , . , , . , , . , (M. Herlihy, JEB Moss) . 1990- , , , . , JSR 166. , . 2000-, . . . . , , .

: . , , . , . , , , . ( : — , Disruptor Aeron . Joker 2015, YouTube . , ). , , . . ?

: : , .

: , .

: — . , . (Butler Lampson), « ». . , , 10 — . ISA , , . . , . — GPU, , , , FPGA. , ? , .

: , . , . : — , , — , , , .

: — - .

: C++.

: - (Hans Boehm). , , . , . , , , 30 . ( : ).

: : ?

: . , , API. API, . , . . , , , , .

: , , , , , ? , , . , . ?

: . , , , - . , , . MNS . (Adam Morrison) (Yehuda Afek) LCRQ . , , fetch-and-increment. . , fetch-and-increment . (Eric Freudenthal) Ultracomputer c (Allan Gottlieb) 1980-, . fetch-and-increment .

. ?

: , ?

: , , , .

: , ?

: — Intel IBM. , - load store . happens-before, . , , , . , , .

— . , . . , , 100 , , . , , . , - .

: , . ?

: . — . , — . , . , , , . , . , , . . , CAS , , . , , .

, Optane DIMM, .

: , — : . ? , - ?

: , , . , Intel Optane DIMM , - 3 10 , RAM. . , RAM. , 10 , DRAM — . . , - . , - , — . , , . . , , . , , , «» .

, — . . - , , 5 , TCP-IP , . . , , . , . USENIX ATC . , , , I/O, . , .

: — , — . , .

: .

: , ?

: , - . , , . , , - . , .

: . , RAM CPU. - RAM .

: . , . .

: , . .

: . .

: .

. Dual data structures. Hydra.

: , . , , . , ? , , ?

: , . , , - . - , , , . , .

: Hydra . , , . ?

: . , . , , Java. , , . , , , , . , . , — , , . . , 10 , - , . - , . «» , , , -. - , . . , , , . , .

: ? , ?

: , , -, , , -, , , . , , . . , . , .

: : , ?

: , . , , , . , . , . , - MS.

: ?

: , . Hydra. , Java, LCRQ, .

: , Hydra — , - ?

: , , Hydra , Java, , .

: , .

: , .

: , : .

: , ? ?

: , , . , . , . , SPTDC; - Java, -, Java. Java, .

: , Hydra - , , - . , . , , . , . !

: .

: -.

: , . - ?

: , . - , , , .

: , . , !

Hydra 2019, 11-12 2019 -. «Dual data structures» . .