Without the futex, it's futile

Без futex всё тленно

Книга The Art of Multiprocessor Programming (2-е изд., 2021) считается канонической, но она обходит стороной futex — ключевой примитив современной многопоточности. Это упущение делает пособие бесполезным для практиков.

Futex ≠ mutex
Название происходит от «fast userspace mutex», но futex — это не мьютекс, а основа для всех высокоэффективных примитивов синхронизации. До него всё строилось на громоздких System V IPC, которые не масштабировались: при 1000 потоков futex в 2002-м оказался в 20–120 раз быстрее sysv-блокировок. Windows и macOS добавили аналоги только в 2012 и 2016 гг.

Суть futex
Он разделяет блокировку и ожидание/пробуждение:

В user-space проверяем состояние; если свободно — захватываем без системного вызова.
При конфликте вызываем futex_wait(addr, expected), засыпаем в ядре на конкретном адресе.
Пробуждение — futex_wake(addr, n), где n обычно 1 или «все».

Передаваемое в wait значение защищает от «просыпания» после уже случившегося события: если память изменилась, системный вызов мгновенно возвращает ошибку.

Такой подход убирает лишние системные вызовы и позволяет строить быстрые мьютексы, rw-lock’и, семафоры и пр. без поллинга и экспоненциальных бэкоффов.

Итог
Любая современная библиотека (pthreads, C++ std::mutex, Rust std::sync) опирается на futex. Учебник, игнорирующий этот примитив, не готовит к реальной разработке.