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c++ - std::mutex 是否支持拥有它的线程？

coder 2024-02-17 原文

我试图了解如何 spinlock mutex作品， 所以我写了一个简单的代码(如下所示)来测量来自 受自旋锁(或 std::)互斥锁保护的不同线程。

令人惊讶的是，它显示(至​​少在 gcc 中)std::mutex(与自旋锁互斥锁相反) 似乎有利于拥有它的线程，导致非常小的指令交错(最多 5%)， 除非有问题的指令非常快(比如递增计数器)。 在那种情况下，我们甚至可以获得 50%。自旋锁互斥体至少提供 80%(通常超过 90%)。

这是众所周知的事实吗？或者我下面的代码可能有错误？

我的意思是，我知道经验法则说互斥体应该始终锁定最短的时间。 但我确信是这样的，因为我们想减少线程的序列化， 而不是因为 std::mutex 有利于拥有线程......

代码如下:

#include<atomic>
#include<thread>
#include<iostream>
#include<chrono>
#include<mutex>


class SpinLockMutex{
    std::atomic_flag m_flag = ATOMIC_FLAG_INIT;
public:
    void lock()   { while( m_flag.test_and_set(std::memory_order_acquire) )  /*do nothing*/ ; }
    void unlock() { m_flag.clear(std::memory_order_release) ; }
};//class SpinLockMutex


// ******************************************
// // // std::mutex vs SpinLockMutex 
//SpinLockMutex globalMutex;
std::mutex globalMutex;
// ******************************************


// This class helps to start threads at the same time : 
class Starter{
    mutable std::mutex m_m;
    bool m_ready = false;
public:
    bool isReady() const {  std::lock_guard<std::mutex> guard(m_m); 
                return m_ready; 
                 }  

    void start() { std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3)); 
                       std::lock_guard<std::mutex> guard(m_m); 
               m_ready = true; 
             }  
};//class Starter


constexpr std::size_t   LOOP_SIZE                = 100;
std::size_t             previous_thread_repeated = 0;
Starter                 starter;


void mainFcnForThread ()
{   
    static std::thread::id  previous_thread_id = std::this_thread::get_id();

    while(!starter.isReady()) 
        ; //do nothing

    for(std::size_t i = 0; i!=LOOP_SIZE ; ++i){
        globalMutex.lock();
        if(previous_thread_id == std::this_thread::get_id() ) {
            ++previous_thread_repeated;
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::microseconds(100));
        }
        previous_thread_id = std::this_thread::get_id();            
        globalMutex.unlock();
    }
}//void mainFcnForThread


int main()
{

    std::thread t1(mainFcnForThread);
    std::thread t2(mainFcnForThread);

    starter.start();
    t1.join();
    t2.join();  

    std::cout << double(previous_thread_repeated)/(2*LOOP_SIZE) << '\n';

    return 0;
}

最佳答案

Mutex 对公平性做出零保证。

解锁互斥锁不会挂起您当前的线程。尝试锁定互斥体并不表示“等等，其他人已经等了更长时间，他们应该尝试一下”。

阻塞互斥量有时会使您的线程进入休眠状态。

解锁互斥量后，您就不是“拥有线程”了。你可能是一个正在运行的线程。互斥锁可以(而且显然确实)有利于运行线程而不是挂起的线程。

可以在 C++ 同步原语之上实现“公平”，但它不是免费的，C++ 的目标是不让您为不需要的任何东西付费。

关于c++ - std::mutex 是否支持拥有它的线程？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/57694091/

amp拥有互斥stdthreadc++multithreading

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