第32届ACM Symposium on Operating Systems Principles（SOSP）将于2026年9月29日至10月2日在捷克布拉格召开。SOSP是计算机操作系统领域的国际会议，华中科技大学的题为“XTRA: Unifying Cache Coherence and Concurrency Control for Distributed Transactions in a CXL Pod”的研究论文被本次会议接收。

CXL内存池通过将多台主机连接至共享内存，使主机能够利用load/store指令直接访问共享数据，为分布式事务摆脱传统基于消息的远程协调提供了新的硬件基础。然而，跨主机硬件缓存一致性（Hardware Cache Coherence，HCC）的有限支持成为制约CXL分布式事务扩展性的关键瓶颈：CXL 2.0尚不支持跨主机HCC，而CXL 3.0受设备端一致性追踪资源限制，通常只能为有限的内存区域提供HCC。分布式事务依赖跨主机同步来实现并发控制并保障一致访问，而传统设计通常为每条数据记录维护锁、版本等细粒度同步状态，使所需同步状态随共享数据规模增长，因而难以利用有限的HCC支撑大规模共享内存池上的分布式事务同步。

为解决这一问题，研究工作提出XTRA，一种面向CXL内存池的可扩展分布式事务系统。XTRA将同步状态与共享对象解耦，将锁和版本等同步状态集中到位于HCC区域内的紧凑协调目录（Coordination Directory，CD）中，而将共享数据保存在大容量的非硬件缓存一致性内存区域。每个共享对象确定性映射至一个CD槽，并通过该槽协调不同主机对共享对象的并发访问。不同共享对象可以复用有限的同步槽位。由此，所需同步状态的规模不再与共享对象数量一一对应，而主要取决于并发同步规模，从而以有限的HCC支撑更大规模共享内存池上的事务并发控制。进一步地，XTRA发现，乐观并发控制（Optimistic Concurrency Control，OCC）与缓存一致性本质上是在回答同一个问题：一个共享对象自上次读取后是否发生变化。若版本保持不变，既意味着事务读取仍然有效，也意味着本地缓存副本仍与共享数据的最新版本保持一致。基于这一观察，XTRA复用OCC已有的版本验证来同时完成缓存一致性检查，在读取时惰性检测并按需失效过期缓存，从而支持主机高效利用本地CPU缓存访问共享数据。此外，针对不支持跨主机HCC的CXL 2.0，XTRA利用软件互斥机制管理协调目录，在保持上层并发控制与缓存一致性协议不变的情况下，使上述解耦同步架构同样适用于缺乏跨主机HCC的CXL平台。

基于KVS、SmallBank和TPCC等代表性事务负载的全面评估显示，相较现有最先进系统，XTRA的吞吐量最高提升15.6倍，P50/P99延迟分别最高降低4.0倍/283.9倍。研究结果表明，通过将同步状态与共享对象解耦，并进一步统一事务并发控制与缓存一致性，可以有效缓解有限硬件一致性资源对CXL分布式事务扩展性的制约。除分布式事务外，XTRA提出的解耦同步架构还为基于CXL内存池的其他分布式系统提供了一种可扩展的设计思路。

研究工作得到了国家自然科学基金项目（No. 62125202 和 No. U22B2022）的支持。