notify_one性能影响

Question

我正在阅读std::condition_variable，更具体地说是如何使用std::condition_variable::notify_one通知等待线程。

我遇到了几个问题，我很乐意得到答案：

• 当一个线程调用notify_one（操作系统）时会发生什么？我想这是特定于操作系统的，所以为了争论 - 我在Windows工作。
• 如果线程在没有等待线程时调用notify_one会发生什么？此调用是否会对性能产生任何影响（CPU周期，电源等）？

由于

Answer 1

在Windows上，std::condition_variable很可能是根据本机Windows条件变量实现的。 请参阅：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms682052(v=vs.85).aspx

在类似unix的系统上，它们通常是根据pthreads信号量/互斥量对实现的。

整个操作应该在用户空间中进行，因此您不需要付费切换到内核模式，但是您将使用两个同步原语。这将意味着将发布内存栅栏，因此总是要付出代价。

简而言之，在你应该的时候调用notify_one，即在改变状态并释放锁之后，这是一个相当便宜的操作。 notify_one可能不是一个好主意。

  

如果线程在没有等待线程时调用notify_one会发生什么？

取一个互斥锁，检查线程是否在等待，释放互斥锁。端。

  

此调用是否会对性能产生任何影响（CPU周期，电源等）？

是的，当然，它消耗了几个周期并且需要CPU正在运行。偶尔做一次也不会有害。在紧密循环中持续进行将耗电。

我想我的问题是，“用例是什么”？如果您每秒向生产者/消费者队列添加一百万个项目，那么您将花费大量时间和精力来通知不存在的消费者。如果你每秒增加10，那么在notify_one中花费的时间可能甚至不会显示在任何性能跟踪上。

Answer 2

这些问题非常针对具体实施。只是说你在Windows上是不够的;每个标准库可能有不同的实现，调试版本的实现可能与发布版本不同。

没有线程在等待时notify_one的语义效果是无操作。在实现方面，线程至少必须检查原子变量以确定是否有任何线程在等待。所以有一点开销。

Microsoft标准库的condition_variable是根据并发运行时的条件变量实现的，从Windows Vista开始，该变量是根据WinAPI RTL_CONDITION_VARIABLE实现的。无法实现这一点。但是，它的实现基于这篇微软研究论文是合理的：

http://research.microsoft.com/pubs/64242/implementingcvs.pdf