ミューテックスとビジー待機の効率測定

Question

プログラムは複数のスレッドを作成し、forループを使用して各スレッドが共有変数を10000ずつインクリメントし、繰り返しごとに1ずつインクリメントします。 mutexロックとスピンロック（ビジー待機）の両方のバージョンが必要です。私が学んだことによると、ミューテックスのバージョンはスピンロックより速く動作するはずです。

void *incr(void *tid) 
{ 
    int i; 
    for(i = 0; i < 10000; i++) 
    { 
     pthread_mutex_lock(&the_mutex);  //Grab the lock 
     sharedVar++; //Increment the shared variable 
     pthread_mutex_unlock(&the_mutex); //Release the lock 
    } 
    pthread_exit(0); 
} 

そして、これは、スピンロックバージョンで実装したものです：：

void *incr(void *tid) 
{ 
    int i; 
    for(i = 0; i < 10000; i++) 
    { 
     enter_region((int)tid); //Grab the lock 
     sharedVar++;  //Increment the shared variable 
     leave_region((int)tid); //Release the lock 
    } 
    pthread_exit(0); 
} 
void enter_region(int tid) 
{ 
    interested[tid] = true;  //Show this thread is interested 
    turn = tid;  //Set flag 
    while(turn == tid && other_interested(tid)); //Busy waiting 
} 
bool other_interested(int tid) //interested[] is initialized to all false 
{ 
    int i; 
    for(i = 0; i < tNumber; i++) 
     if(i != tid) 
      if(interested[i] == true) //There are other threads that are interested 
       return true; 
    return false; 
} 
void leave_region(int tid) 
{ 
    interested[tid] = false; //Depart from critical region 
} 

しかし、私が実装する。これは、ミューテックスのバージョンでは、各スレッドのinplementationです...私に

を反対の答えを与えました

スレッドの作成と実行のプロセスを何百回も繰り返して、実行時間を区別できるようにしました。 たとえば、tNumberが4で、プログラムを1000回反復した場合、mutexは私に2.22秒かかり、スピンロックは1.35秒かかります。 tNumberが増加するにつれてその差は大きくなります。なぜこうなった？私のコードは間違っていますか？

Answer 1

enter_regionとleave_regionのコードは保護されていません。

これを証明するには、自分自身を上に向けるようにもっと複雑にすることができます。

長さ10000のbool（チェック）の配列を作成し、falseに設定します。出入りの間のコードを作成します。

if (check[sharedVar]) cout << "ERROR" << endl; 
else check[sharedVar++] = true; 

Answer 2

速度の「違い」は、一連の動作です

interested[tid] = true;  //Show this thread is interested 
turn = tid;  //Set flag 
while(turn == tid && other_interested(tid)); 

を使用して、同期を実装しているということです。彼がそれをしている間、どのスレッドも先取りすることができ、次のスレッドは誤った状態を読み取る。

compare-and-swapまたはtest-and-setのいずれかを実装することによって、アトミックに行う必要があります。これらの命令は、通常、ハードウェアによって提供されます。

あなたは問題が アトミックが高価であるということである

while(compare_and_swap_atomic(myid,id_meaning_it_is_free) == false); 

として xchg, cmpxchg/cmpxchg8b, xadd
あなたのテストを書き換えることができていたx86上の例の場合

。