gcc原子操作与spinlock简单对比

最新推荐文章于 2022-06-05 22:11:22 发布

weixin_34269583

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原文链接：https://yq.aliyun.com/articles/341681

本文通过三个测试案例：使用CAS操作、自旋锁和互斥锁实现线程同步，比较了它们在高并发场景下的性能差异。每个案例创建100个线程，每个线程递增共享变量100000次。实验结果显示，在完成相同任务的情况下，CAS操作最快，其次是自旋锁，最慢的是互斥锁。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

先看看测试代码

// cas.c
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>

static int count = 0;


void *test_func(void *arg)
{
        int i=0;
        for(i=0;i<100000;++i){
                __sync_fetch_and_add(&count,1);
        }
        return NULL;
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
        pthread_t id[100];
        int i = 0;

        for(i=0;i<100;++i){
                pthread_create(&id[i],NULL,test_func,NULL);
        }

        for(i=0;i<100;++i){
                pthread_join(id[i],NULL);
        }

        printf("%d\n",count);
        return 0;
}

// spinlock.c
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>

static int count = 0;
static pthread_spinlock_t spinlock;

void *test_func(void *arg)
{
        int i=0;
        for(i=0;i<100000;++i){
                pthread_spin_lock (&spinlock);
                count++;
                pthread_spin_unlock(&spinlock);
        }
        return NULL;
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
        pthread_t id[100];
        int i = 0;
        pthread_spin_init (&spinlock, 0);

        for(i=0;i<100;++i){
                pthread_create(&id[i],NULL,test_func,NULL);
        }

        for(i=0;i<100;++i){
                pthread_join(id[i],NULL);
        }

        printf("%d\n",count);
        return 0;
}

// mutex.c 
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>

static int count = 0;
static pthread_mutex_t mutex;

void *test_func(void *arg)
{
        int i=0;
        for(i=0;i<100000;++i){
                pthread_mutex_lock (&mutex);
                count++;
                pthread_mutex_unlock(&mutex);
        }
        return NULL;
}

int main(int argc, const char *argv[])
{
        pthread_t id[100];
        int i = 0;
        pthread_mutex_init (&mutex,NULL);

        for(i=0;i<100;++i){
                pthread_create(&id[i],NULL,test_func,NULL);
        }

        for(i=0;i<100;++i){
                pthread_join(id[i],NULL);
        }

        printf("%d\n",count);
        return 0;
}

结果：

# time ./mutex                            
10000000
real    0m0.235s
user    0m0.040s
sys     0m0.000s

# time ./spinlock 
10000000
real    0m0.111s
user    0m0.010s
sys     0m0.010s

# time ./cas 
10000000
real    0m0.083s
user    0m0.010s
sys     0m0.000s