c#多线程之SpinLock

最新推荐文章于 2025-02-18 07:02:45 发布

a_codecat

最新推荐文章于 2025-02-18 07:02:45 发布

阅读量608

点赞数

CC 4.0 BY-SA版权

分类专栏： c# 文章标签： c# 开发语言

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/a_codecat/article/details/128449924

c# 专栏收录该内容

44 篇文章

订阅专栏

本文介绍SpinLock结构作为低级互斥同步基元的作用及其在多核计算机上的性能优势。通过对比SpinLock与标准锁的使用案例，展示了在特定场景下SpinLock如何提高程序性能。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

概述

SpinLock 结构是低级互斥同步基元，在等待获取锁时旋转。在多核计算机上，如果应缩短等待时间且争用最少，那么 SpinLock 的性能优于其他种类的锁。不过，建议仅在通过分析确定 System.Threading.Monitor 方法或 Interlocked 方法显著降低程序性能时，才使用 SpinLock。

即使尚未获取锁，SpinLock 也可能会生成线程的时间片。这样做是为了避免线程优先级反转，并让垃圾回收器能够取得进展。使用 SpinLock 时，请确保没有线程可以将锁保留比较久的时间，也没有线程可以在保留锁时受阻止。

由于 SpinLock 是值类型，因此如果希望两个副本引用的是同一个锁，必须通过引用显式传递它。

如何使用 SpinLock

在此示例中，关键部分执行的工作量最少，因而非常适合执行 SpinLock。与标准锁相比，增加一点工作量即可提升 SpinLock 的性能。但是，超过某个点时 SpinLock 将比标准锁开销更大。可以使用分析工具中的并发分析功能，查看哪种类型的锁可以在程序中提供更好的性能。

class SpinLockDemo2
{
    const int N = 100000;
    static Queue<Data> _queue = new Queue<Data>();
    static object _lock = new Object();
    static SpinLock _spinlock = new SpinLock();

    class Data
    {
        public string Name { get; set; }
        public double Number { get; set; }
    }
    static void Main(string[] args)
    {

        // First use a standard lock for comparison purposes.
        UseLock();
        _queue.Clear();
        UseSpinLock();

        Console.WriteLine("Press a key");
        Console.ReadKey();
    }

    private static void UpdateWithSpinLock(Data d, int i)
    {
        bool lockTaken = false;
        try
        {
            _spinlock.Enter(ref lockTaken);
            _queue.Enqueue( d );
        }
        finally
        {
            if (lockTaken) _spinlock.Exit(false);
        }
    }

    private static void UseSpinLock()
    {

          Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();

          Parallel.Invoke(
                  () => {
                      for (int i = 0; i < N; i++)
                      {
                          UpdateWithSpinLock(new Data() { Name = i.ToString(), Number = i }, i);
                      }
                  },
                  () => {
                      for (int i = 0; i < N; i++)
                      {
                          UpdateWithSpinLock(new Data() { Name = i.ToString(), Number = i }, i);
                      }
                  }
              );
          sw.Stop();
          Console.WriteLine("elapsed ms with spinlock: {0}", sw.ElapsedMilliseconds);
    }

    static void UpdateWithLock(Data d, int i)
    {
        lock (_lock)
        {
            _queue.Enqueue(d);
        }
    }

    private static void UseLock()
    {
        Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();

        Parallel.Invoke(
                () => {
                    for (int i = 0; i < N; i++)
                    {
                        UpdateWithLock(new Data() { Name = i.ToString(), Number = i }, i);
                    }
                },
                () => {
                    for (int i = 0; i < N; i++)
                    {
                        UpdateWithLock(new Data() { Name = i.ToString(), Number = i }, i);
                    }
                }
            );
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("elapsed ms with lock: {0}", sw.ElapsedMilliseconds);
    }
}