为什么Win32互斥体如此耗时？

Question

我一直在通过C/C++阅读Windows的书。在第8章第215页中，作者比较了各种同步机制的性能。我发现互斥的性能很差。当4个线程同时运行时，用于互斥同步的时间超过23秒。

为什么Win32互斥体如此耗时？我们什么时候能用互斥？

PS:我在GitHub：https://gist.github.com/985198中发布了测试代码

谢谢你的回复。

Answer 1

Win32中的互斥对象是一个内核对象，这意味着它的每一次使用(Wait，Release)都需要一个系统调用，该调用切换到内核模式并返回到用户模式。另外，如果您的线程实际上必须等待互斥对象，那么它将失去其量程，而另一个可以运行的线程则会在CPU上调度。在WinXP和更早版本(或者更早版本的Windows)上，互斥是“公平的”，这意味着如果您的线程最后等待互斥，那么它将是最后一个接收互斥对象，从而进一步增加了争用的可能性。

使用互斥锁的原因是，您可以在进程之间轻松地共享互斥对象，在拥有互斥锁的线程被杀死时，可以通知您，您可以使用WaitForMultipleObjects与其他对象一起等待它们。

请注意，在此基准测试中使用它们并不是理想的使用方法，因为仅仅获取互斥量的开销远远超过您正在做的工作量。

Answer 2

因为互斥对象是内核对象，所以对它们的所有操作都需要一个上下文切换。这类行动相对昂贵。经验法则是，当您需要在同一进程中的线程之间共享资源时，请使用CRITICAL_SECTION对象。当您需要在不同进程中的线程之间共享资源时，请使用Win32互斥。

Answer 3

CRITICAL_SECTION是一个自旋锁，它在用户空间中旋转以获得锁。如果它无法在旋转结束时获得锁(受自旋计数的限制)，则进入可唤醒等待(WaitForSingleObject())。因此，对于您想要保护的代码的简短部分(关键部分名称来自于它)，CRITICAL_SECTION是最好的选择。如果您计划执行IO和其他耗时的任务，CRITICAL_SECTION与互斥量/信号量并不能节省任何费用。