waitforsingleobject的作用_效率理论

waitforsingleobject的作用_效率理论MicrosoftWindows平台中两种最常用的锁定方法为WaitForSingleObject和EnterCriticalSection。WaitForSingleObject是一个过载MicrosoftAPI,可用于检查和修改许多不同对象(如事件、作业、互斥体、进程、信号、线程或计时器)的状态。WaitForSingleObject的一个不足之处是它会始终获取内核的锁

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Microsoft Windows 平台中两种最常用的锁定方法为 WaitForSingleObject EnterCriticalSectionWaitForSingleObject 是一个过载 Microsoft API ,可用于检查和修改许多不同对象(如事件、作业、互斥体、进程、信号、线程或计时器)的状态。Wa itForSingleObject 的一个不足之处是它会始终获取内核的锁定,因此无论是否获得锁定,它都会进入特权模式 ( 环路 0) 。此 API 还进入 Windows 内核,即使指定的超时为 0 ,亦如此。此锁定方法的另一不足之处在于,它一次只能处理 64 个尝试对某个对象进行锁定的线程。WaitForSingleObject 的优点是它可以全局进行处理,这使得此 API 能够用于进程间的同步。它还具有为操作系统提供锁定对象信息的优势,从而可以实现公平性及优先级倒置。

通过对关键代码段实施 EnterCriticalSection LeaveCriticalSection API 调用,可以使用 EnterCriticalSection 。此 API 具有 WaitForSingleObject 所不具备的优点,因为只有存在锁定争用时,才会进入内核。如果不存在锁定争用,则此 API 会获取用户空间锁定,并且在未进入特权模式的情况下返回。如果存在争用,则此 API 在内核中所采用的路径将与 WaitForSingleObject 极其相似。 在低争用的情况下,由于 EnterCriticalSection 不进入内核,因此锁定开销非常低。

不足之处是 EnterCriticalSection 无法进行全局处理,因此无法为线程获取锁定的顺序提供任何保证。EnterCriticalSection 是一种阻塞调用,意味着只有线程获得对此关键区段的访问权限时,该调用才会返回。Windows 引入了 TryEnterCriticalSection TryEnterCriticalSection 是一种非阻塞调用,无论获得锁定与否都会立即返回。此外,EnterCriticalSection 还允许开发人员使用自旋计数对关键区段进行初始化,在回退前线程会按此自旋计数尝试获取锁定。通过使用 API InitializeCriticalSectionAndSpinCount ,完成初始化。自旋计数可以在此调用中进行设置,也可以在注册表中进行设置,以根据不同操作系统及其相应的线程量程对自旋进行更改。

如果存在锁定争用,则 EnterCriticalSection WaitForSingleObject 都会进入内核。如果实现程度过高,从用户模式到特权模式的转换开销将会非常大。

EnterCriticalSection
WaitForSingleObject API 调用在对使用数千个周期的运算进行锁定时,通常不会影响性能。在这些情况下,锁定调用本身的开销不会如此突出。会导致性能降低的情况是粒度锁定,获得和释放此锁定要花费数百个周期。在这些情况下,使用用户级别锁定则非常有益。

为了说明在低争用的情况下 WaitForSingleObject 调用与 EnterCriticalSection 调用的开销情况,我们分别在 1 个和 2 个线程上运行了内存管理锁定内核 。在低争用的情况下,存在加速比 (WaitForSingleObject_Time / EnterCriticalSection_Time) 大约为 5 倍的性能之差。在 2 个线程持续争用的情况下,使用 EnterCriticalSection 和使用 WaitForSingleObject 之间的差别最小。在低争用的情况下存在性能差距的原因如下:WaitForSingleObject 在每次调用时都进入内核,而 EnterCriticalSection 只有当存在锁定争用时,才进入内核。

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