在Lua中模拟并行性

Question

我正在尝试使用lua来构建一些并行算法的原型。我的意思是用纯Lua编写代码，对它进行测试，调试，等等。然后，当我确信它可以工作时，我可以把它翻译成一个真正的多线程库，甚至是另一种语言(例如OpenCL内核)。显然，我并不关心原型代码的性能。

我想使用一个在每一行产生的协程，用一些样板来随机选择下一个要运行的“线程”。例如：

local function parallel_simulation(...)

  local function_list = {...}
  local coroutine_list = {}
  local thread_number = #function_list
  for i = 1, thread_number do
    coroutine_list[i] = coroutine.create(function_list[i])
  end

  while 0 < thread_number do

    local current = math.random(1, thread_number)
    local worker = coroutine_list[current]

    coroutine.resume(worker)

    if 'dead' == coroutine.status(worker) then
      thread_number = thread_number - 1
      table.remove(coroutine_list, current)
    end
  end
end

----------------------------------------------------------
-- Usage example

local Y = coroutine.yield
local max = 3
local counter = 0
local retry = 99

local function increment()
  Y() local c = counter
  Y() while max > c do
  Y()   c = counter
  Y()   c = c + 1
  Y()   counter = c
  Y() end
end

for i=1,retry do
  counter = 0
  parallel_simulation(increment, increment)
  if max ~= counter then
    print('Test SUCCESS ! A non-thread-safe algorithm was identified .', i, counter)
    return
  end
end

error('Test FAIL ! The non-thread-safe algorithm was not identified .')

这只是一个想法，欢迎任何涉及纯Lua的解决方案！让我对这个解决方案感到非常不舒服的是所有的Y()。有什么方法可以避免它们吗？(debug.sethook不允许让步...)

编辑1-提供了更有意义的示例

编辑2-希望我弄清楚了我想要实现的目标

Answer 1

将Y()放在每一行前面的一种简单方法是使用gsub和load

Y = coroutine.yield
max = 3
counter = 0

code = [[
function increment()
  local c = counter
  while max > c do
    c = counter
    c = c + 1
    counter = c
  end
end]]
code = code:gsub("\n  ", "\n  Y() ") -- replace two spaces in find/replace with whatever tab character(s) you use
assert(load(code))()

local retry = 99
-- rest of code here

(根据您的Lua版本使用load或loadstring )请注意，变量声明Y/max/counter必须是全局的，否则加载的函数将无法访问它们。类似地，code中的函数必须是全局的，否则increment将不会存在于加载的代码之外。

当然，这样的解决方案假设每行上的所有指令都是原子/线程安全的。

我建议对parallel_simulation进行的一项改进是添加一些方法来更改如何选择下一个线程。例如，也许只有当一个线程在早期执行而另一个线程几乎完成时，错误才会显示出来-尽管这种状态理论上可以通过足够的随机试验来达到，但有一个参数可以让你调整下一个线程更有可能被选择(例如使用权重)，这应该会使它更有可能。