multithreading - 在 Posix 上旋转的关键部分？

Question

Windows API 提供了临界区，其中等待线程将在上下文切换之前旋转有限的次数，但仅限于多处理器系统。这些是使用 InitializeCriticalSectionAndSpinCount 实现的。 (参见 http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms682530.aspx。)当您有一个通常只会被锁定很短时间的关键部分时，这是有效的，因此争用不应立即触发上下文切换。两个相关问题:

1. 对于高级、跨平台的线程库或 synchronized block 的实现，在触发上下文切换之前进行少量旋转是否是一个好的默认设置？
2. 什么(如果有的话)与其他操作系统(尤其是 Posix)上的 InitializeCriticalSectionAndSpinCount 等效？

编辑:当然，没有哪种旋转计数对所有情况都是最佳的。我只对使用非零旋转计数是否比不使用一个更好的默认设置感兴趣。

Answer 1

我的观点是，最佳应用程序性能的最佳“自旋计数”过于依赖硬件，以至于不能成为跨平台 API 的重要组成部分，您应该只使用互斥体(在 posix 中，pthread_mutex_init/destroy/lock/trylock) 或自旋锁 (pthread_spin_init/destroy/lock/trylock).理由如下。

旋转计数有什么意义？基本上，如果锁拥有者与试图获取锁的线程同时运行，那么锁拥有者可能会足够快地释放锁，以至于 EnterCriticalSection 调用者可以避免在获取锁时放弃 CPU 控制，从而提高该线程的性能，并避免上下文切换开销。两件事:

1:显然这依赖于锁所有者与尝试获取锁的线程并行运行。这在单个执行核心上是不可能的，这几乎可以肯定是 Microsoft 在此类环境中将计数视为 0 的原因。即使有多个内核，当另一个线程试图获取锁时，锁所有者也很可能没有运行，在这种情况下，最佳自旋计数(对于该尝试)仍然是 0。

2:在同时执行的情况下，最佳自旋计数仍然取决于硬件。不同的处理器将花费不同的时间来执行类似的操作。它们有不同的指令集(我使用最多的 ARM 没有整数除法指令)，不同的缓存大小，操作系统在内存中会有不同的页面......减少自旋计数可能需要不同的时间加载-存储体系结构比算术指令可以直接访问内存的体系结构更好。即使在同一个处理器上，同一个任务也会花费不同的时间，这取决于(至少)内存缓存的内容和组织。

如果同时执行的最佳自旋计数是无限的，那么 pthread_spin_* 函数应该可以满足您的需求。如果不是，则使用 pthread_mutex_* 函数。