Win32临界区vs互斥性能

Question

我写了一个小程序来比较Windows中Critical Section和Mutex的性能。

在我运行的测试中，获取临界区似乎更慢:O谁能解释为什么这两件事需要几乎相同的时间，以及内部发生了什么。

这是我使用的计时器- http://cplus.about.com/od/howtodothingsi2/a/timing.htm

#include "stdafx.h"
#include<iostream>
#include<vector>
#include "h_timer.h"
#include<WinBase.h>
#include<Windows.h>
#include<stdio.h>

#define MAX_THREADS 2000  
//Comment and Uncomment this to enable/disable critialSection / Mutex
#define CRIT 1

using namespace std;

HANDLE Mutex;
CRITICAL_SECTION critSection;
DWORD WINAPI Contention( LPVOID );

int main( void )
{
    HANDLE Thread[MAX_THREADS];
    DWORD ThreadID;
    int i;

#ifdef CRIT
//create a critical section
InitializeCriticalSection(&critSection);
#else

    // Create a mutex with no initial owner
    Mutex = CreateMutex( NULL, FALSE,NULL);

#endif

    // Create worker threads

CStopWatch timer, tempTimer;
timer.startTimer();
    for( i=0; i < MAX_THREADS; i++ )
    {
        Thread[i] = CreateThread( NULL,
                     0,(LPTHREAD_START_ROUTINE)Contention,NULL,0,&ThreadID);
    }
    WaitForMultipleObjects(MAX_THREADS, Thread, TRUE, INFINITE);

    timer.stopTimer();
    cout<<endl<<"Elapsed Time:"<<timer.getElapsedTime();
    cin.get();
    // Close thread and mutex handles

    for( i=0; i < MAX_THREADS; i++ )
    CloseHandle(Thread[i]);

    CloseHandle(Mutex);
    return 0;
}


DWORD WINAPI Contention( LPVOID lpParam )
{
    #ifdef CRIT
EnterCriticalSection(&critSection);
//printf("ThreadId: %d\n",GetCurrentThreadId());
//printf("Let's try Again. %d\n\n", GetCurrentThreadId());
LeaveCriticalSection(&critSection);

#else
// lpParam not used in this example
    UNREFERENCED_PARAMETER(lpParam);
    DWORD dwCount=0, dwWaitResult;

    // Request ownership of mutex.
    dwWaitResult = WaitForSingleObject(
            ghMutex, // handle to mutex
            INFINITE); // no time-out interval
        dwCount++;
    ReleaseMutex(ghMutex);
#endif

return TRUE;
}

对于2000个线程，在四核HPZ210上，两者都需要大约1.5秒。

Answer 1

我认为有两个因素：

主要是--你的程序主要是由线程创建开销决定的。您正在创建和销毁2000个线程，并且每个线程只访问一次mutex/CS。创建线程所花费的时间淹没了锁定/解锁时间的差异。

此外，您可能没有测试针对这些锁进行优化的用例。尝试生成两个线程，每个线程都尝试访问互斥锁/CS数千次。

Answer 2

临界区是用户模式和内核模式的混合体。它们试图在退回到更昂贵的信号量(内核模式)之前，通过使用自旋锁(用户模式)来阻止线程的上下文切换。这提高了真实场景中的性能。相反，互斥锁是纯粹的内核模式，它会立即等待，执行上下文切换。

通过在2000个线程之间进行100%的争用，您几乎可以肯定临界区将尽可能多地旋转，吞噬CPU，最后执行互斥锁所做的事情，并在内核模式下执行等待。因此，对于他们来说，在这种情况下放慢速度是有意义的。

还有贾普瑞斯说的话。线程创建非常慢。