c# - 计算多个线程中的东西

Question

在我的 .NET 程序中，我想计算一段代码被命中的次数。为了让它更具挑战性，我的代码通常在多个线程中执行，我无法控制线程的创建/销毁(并且不知道它们何时创建)......它们甚至可以被合并。说:

class Program
{
    static int counter = 0;

    static void Main(string[] args)
    {
        Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();

        Parallel.For(0, 100000000, (a) =>
            {
                Interlocked.Increment(ref counter);
            });

        Console.WriteLine(sw.Elapsed.ToString());
    }
}

由于性能计数器和方法被命中了很多次，我想使用“普通”变量而不是原子/互锁整数。因此，我的第二次尝试是结合使用线程本地存储和 IDisposable 来加快速度。因为我无法控制创建/销毁，所以我必须跟踪存储变量:

class Program
{
    static int counter = 0;

    // I don't know when threads are created / joined, which is why I need this:
    static List<WeakReference<ThreadLocalValue>> allStorage = 
        new List<WeakReference<ThreadLocalValue>>();

    // The performance counter
    [ThreadStatic]
    static ThreadLocalValue local;

    class ThreadLocalValue : IDisposable
    {
        public ThreadLocalValue()
        {
            lock (allStorage)
            {
                allStorage.Add(new WeakReference<ThreadLocalValue>(this));
            }
        }

        public int ctr = 0;

        public void Dispose()
        {
            // Atomic add and exchange
            int tmp = Interlocked.Exchange(ref ctr, 0); // atomic set to 0-with-read
            Interlocked.Add(ref Program.counter, tmp); // atomic add
        }

        ~ThreadLocalValue()
        {
            // Make sure it's merged.
            Dispose();
        }
    }

    // Create-or-increment
    static void LocalInc()
    {
        if (local == null) { local = new ThreadLocalValue(); } 
        ++local.ctr;
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();

        Parallel.For(0, 100000000, (a) =>
            {
                LocalInc();
            });

        lock (allStorage)
        {
            foreach (var item in allStorage)
            {
                ThreadLocalValue target;
                if (item.TryGetTarget(out target))
                {
                    target.Dispose();
                }
            }
        }

        Console.WriteLine(sw.Elapsed.ToString());

        Console.WriteLine(counter);
        Console.ReadLine();
    }
}

我的问题是:我们可以做得更快和/或更漂亮吗？

Answer 1

您需要的是一个线程安全的、非阻塞的、volatile , static变量来为您执行计数。

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谢天谢地，.NET 框架提供了托管方式来执行您想要的操作。

对于初学者，您需要一个可变的静态变量用作计数器。像这样声明它(所有线程都可以访问它):

public static volatile int volatileCounter; 

static 表示这是一个类而不是实例成员，而 volatile 可防止发生缓存错误。

接下来，您将需要一个以线程安全和非阻塞方式递增它的代码。如果您不希望您的计数器超过 int 变量的限制(这很有可能)，您可以使用 Interlocked class对于这样的:

Interlocked.Increment(ref yourInstance.volatileCounter);

interlocked class将保证您的增量操作将是原子的，因此竞争条件不会导致错误的结果，并且它在重量级 sync objects 的方式上也是非阻塞的这里涉及到线程阻塞。