Question

我已经阅读了很多次，无论是在网络上还是网络上，互斥体都比关键部分/信号量/插入你的首选同步方法慢一些。但我从来没有见过任何论文或研究或其他什么来支持这一主张。

那么，这个想法来自哪里？这是神话还是现实？互斥体真的慢了吗？

Answer 1

在Jim Beveridge和Robert Wiener的“win32中的多线程应用程序”一书中，它说：“锁定无主的互斥锁需要比锁定无关的关键部分多近100倍，因为关键部分可以在用户模式，不涉及内核“

在msdn here上，它说“关键部分对象提供了一种更快，更有效的互斥同步机制”

Answer 2

我不相信任何答案都会触及他们与众不同的关键点。

互斥锁处于操作系统级别。存在一个已命名的互斥锁，可以从操作系统中的任何进程访问（前提是其ACL允许所有进程访问）。

关键部分更快，因为它们不需要将系统调用进入内核模式，但是它们只能在 WITHIN 进程中运行，您无法使用关键部分锁定多个进程。因此，根据您要实现的目标和软件设计的外观，您应该选择最合适的工具。

我还要向你指出，信号量与互斥/关键部分是分开的，因为它们的数量。信号量可用于控制对资源的多个并发访问，其中正在访问或未访问互斥/临界区。

Answer 3

CRITICAL_SECTION实现为具有上限旋转计数的自旋锁。请参阅MSDN InitializeCriticalSectionAndSpinCount了解相关信息。

当旋转计数'过去'时，临界区锁定一个信号量（或者它实现的任何内核锁）。

所以在代码中它的工作原理是这样的（不是真的有效，应该只是一个例子）：

CRITICAL_SECTION s;

void EnterCriticalSection( CRITICAL_SECTION* s )
{
    int spin_count = s.max_count;
    while( --spin_count >= 0 )
    {
        if( InterlockedExchange( &s->Locked, 1 ) == 1 )
        {
           // we own the lock now
           s->OwningThread = GetCurrentThread();
           return;
        }
    }
    // lock the mutex and wait for an unlock
    WaitForSingleObject( &s->KernelLock, INFINITE );
}

因此，如果您的关键部分只保持很短的时间，并且进入的线程仅等待很少的“旋转”（循环），则关键部分可以非常有效。但如果不是这种情况，那么关键部分会浪费许多循环，什么都不做，然后又回退到内核同步对象。

所以权衡是：

Mutex ：缓慢获取/释放，但长期“锁定区域”没有浪费周期

CRITICAL_SECTION ：快速获取/释放未拥有的“区域”，但浪费了自有部分的周期。

Answer 4

是的，关键部分更有效率。要获得非常好的解释，请获取“Windows上的并发编程”。

简而言之：互斥锁是一个内核对象，所以当你获得一个互斥锁时，总会有一个上下文切换，即使是“免费”。在这种情况下，可以在没有上下文切换的情况下获取关键部分，并且（在多核/处理器机器上）如果被阻止则甚至会旋转几个周期以防止昂贵的上下文切换。

Answer 5

除了线程之外，互斥锁（至少在Windows中）允许不同进程之间的同步。这意味着必须做额外的工作来确保这一点。此外，作为Brian pointed out，使用互斥锁还需要切换到“内核”模式，这会导致另一个速度命中（我相信，即推断，内核是此进程间同步所必需的，但我没有什么可以支持我的。）

编辑：您可以找到对进程间同步here的显式引用，有关此主题的更多信息，请查看Interprocess Synchronization

互斥体真的慢了吗？

5 个答案: