Principles of Transactional Memory

Transactional  memory  (TM)  is  an  appealing  paradigm  for  concurrent  programming  on  shared  memory  architectures.With  a  TM,  threads  of  an  application  communicate,  and  synchronize  their  actions,  via  in-memory  transactions.  Each  transaction  can  perform  any  number  of  operations  on  shared  data,  and  then  either  commit  or  abort.  When  the  transaction  commits,  the  effects  of  all  its  operations  become  immediately  visible  to  other  transactions;  when  it  aborts,  however,  those  effects  are  entirely  discarded.  Transactions  are  atomic:  programmers  get  the  illusion  that  every  transaction  executes  all  its  operations  instantaneously,  at  some  single  and  unique  point  in  time.  Yet,  a  TMruns  transactions  concurrently  to  leverage  the  parallelism  offered  by  modern  processors.

The  aim  of  this  book  is  to  provide  theoretical  foundations  for  transactional  memory.  This  includes  defining  a  model  of  a  TM,  as  well  as  answering  precisely  when  a  TM  implementation  is  correct,  what  kind  of  properties  it  can  ensure,  what  are  the  power  and  limitations  of  aTM,  and  what  inherent  trade-offs  are  involved  in  designing  aTMalgorithm.While  the  focus  of  this  book  is  on  the  fundamental  principles,  its  goal  is  to  capture  the  common  intuition  behind  the  semantics  of  TMs  and  the  properties  of  existing  TM  implementations.