如何解決忙等待許多正在運行的線程

Question

我寫了一個多線程程序：

#include <Windows.h>
#include <process.h>
#include <stdio.h>
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;
ofstream myfile;
BYTE lockmem=0x0;
unsigned int __stdcall mythreadA(void* data) 
{
    __asm
    {
        mov DL,0xFF
        mutex:
        mov AL,0x0
        LOCK CMPXCHG lockmem,DL
        jnz mutex
    }

    // Enter Critical Section
    for (int i = 0; i < 100000; i++) 
    {
        myfile << "." << i << endl;
    }
    // Exit Critical Section
    __asm
    {
    lock not lockmem
    }
    return 0;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    myfile.open ("report.txt");
    HANDLE myhandleA[10];
    //int index = 0;
    for(int index = 0;index < 100;index++)
    {
        myhandleA[index] = (HANDLE)_beginthreadex(0, 0, &mythreadA, 0, 0, 0);
    }
    getchar();
    myfile.close();
    return 0;
}

在關鍵部分，我編寫內聯代碼，以確保只有一個線程在臨界區。（在這個程序中，我不想使用API​​和函數來實現臨界區中唯一的一個線程，所以我使用內聯匯編）。 現在我忙着等待問題。因為在一個線程進入臨界區之后，其他線程在關鍵部分之前忙於循環，所以cpu的進程上升了！ 在這里，我尋找解決忙碌等待問題的方法。 （我更喜歡使用匯編指令而不是API和任何函數，但我也想知道它們）

Answer 1

你在做什么基本上叫做自旋鎖，它不應該用於長時間的操作。 如您所述，這是消耗CPU時間的預期結果。

但是，您可以基於自旋鎖和condvar / event構建互斥鎖（futex）（快速用戶模式互斥鎖）。

Answer 2

您可以使用阻止必須等待的線程的內核API調用，或者您可以浪費CPU周期和內存帶寬來保持您的風扇全速運行並使辦公室保持溫暖。

沒有任何其他選擇。

Answer 3

如果我理解你的問題和程序正確，你的程序中有幾個問題。 其他人也在上面的帖子中提到過這一點。

• 您的實際關鍵部分代碼非常慢，因為您在文件的新行中寫入數字達100000次。 文件I / O操作將非常慢，在您的情況下，這是您的線程函數正在執行的操作。 我不太了解您在程序中使用的匯編指令，但看起來這些鎖定機制代碼正在為剩余的線程創建繁忙的等待代碼，這些代碼尚未安排執行。 如上所述，您應該開始使用基於Microsoft的系統上提供的EnterCriticalSection（）和LeaveCriticalSection（）API。 這些API在內部處理任何事情（一般不能從我們自己的邏輯中實現），因此在等待時不會有任何CPU峰值。

• 如果您仍想使用當前邏輯執行某些操作，我認為您應該使用/實現某種形式的sleep（）類型函數，該函數應該執行並嘗試。 這將確保由於連續執行/檢查某些標志而不會有任何CPU忙時間情況。

• Calvin還提到你應該嘗試分配鎖而不是中央鎖。 我們應該記住一件事，如果我們的任務很簡單並且可以通過傳統的單線程方法輕松完成，我們就不應該采用多線程解決方案。