无锁编程：效率之谜与实战测试-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/hzhsan/article/details/25837189

本文通过实际的编程测试，对比了使用互斥量加锁、无锁编程和原子操作在并发计数场景下的性能差异。结果显示，原子操作在效率上显著优于其他两种方法。此外，令人惊讶的是，在无锁编程中加入短暂的usleep延迟，反而能进一步提升性能。文章探讨了这一现象，并强调无锁编程在高并发场景下的优势，同时也指出其复杂性和潜在问题。

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前段时间研究过一阵子无锁化编程。刚写了几个简单的程序，来验证了下自己学到的一些概念。

测试场景：假设有一个应用：现在有一个全局变量，用来计数，再创建10个线程并发执行，每个线程中循环对这个全局变量进行++操作（i++)，循环加2000000次。

所以很容易知道，这必然会涉及到并发互斥操作。下面通过三种方式来实现这种并发操作。并对比出其在效率上的不同之处。

这里先贴上代码，共5个文件：2个用于做时间统计的文件：timer.h timer.cpp。这两个文件是临时封装的，只用来计时，可以不必细看。

timer.h

#ifndef TIMER_H
#define TIMER_H

#include <sys/time.h>
class Timer
{
public:	
	Timer();
	// 开始计时时间
	void Start();
	// 终止计时时间
	void Stop();
	// 重新设定
	void Reset();
	// 耗时时间
	void Cost_time();
private:
	struct timeval t1;
	struct timeval t2;
	bool b1,b2;
};
#endif

timer.cpp

#include "timer.h"
#include <stdio.h>

Timer::Timer()
{
	b1 = false;
	b2 = false;
}
void Timer::Start()
{
	gettimeofday(&t1,NULL);  
	b1 = true;
	b2 = false;
}

void Timer::Stop()
{	
	if (b1 == true)
	{
		gettimeofday(&t2,NULL);  
		b2 = true;
	}
}

void Timer::Reset()
{	
	b1 = false;
	b2 = false;
}

void Timer::Cost_time()
{
	if (b1 == false)
	{
		printf("计时出错，应该先执行Start()，然后执行Stop()，再来执行Cost_time()");
		return ;
	}
	else if (b2 == false)
	{
		printf("计时出错，应该执行完Stop()，再来执行Cost_time()");
		return ;
	}
	else
	{
		int usec,sec;
		bool borrow = false;
		if (t2.tv_usec > t1.tv_usec)
		{
			usec = t2.tv_usec - t1.tv_usec;
		}
		else
		{
			borrow = true;
			usec = t2.tv_usec+1000000 - t1.tv_usec;
		}

		if (borrow)
		{
			sec = t2.tv_sec-1 - t1.tv_sec;
		}
		else
		{
			sec = t2.tv_sec - t1.tv_sec;
		}
		printf("花费时间:%d秒 %d微秒\n",sec,usec);
	}
}

传统互斥量加锁方式 lock.cpp