线程条件变量与win32事件(linux vs windows-ce)

Question

我正在arm imx27板上对Windows和Linux进行性能评估。代码已经为CE编写，并测量了执行不同内核调用所需的时间，例如使用OS原语(如互斥和信号量)、打开和关闭文件以及网络。

在我将这个应用程序移植到Linux (线程)的过程中，我偶然发现了一个我无法解释的问题。几乎所有的测试都显示性能从5倍提高到10倍，但不是我的版本的win32事件 (SetEvent和WaitForSingleObject)，CE实际上“赢了”这个测试。

为了模拟我使用p线程条件变量的行为(我知道我的实现没有完全模拟CE版本，但它已经足够评估了)。

测试代码使用两个使用事件的“乒乓”线程。

Windows代码：

线程1: (我测量的线程)

HANDLE hEvt1, hEvt2;
hEvt1 = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, TEXT("MyLocEvt1"));
hEvt2 = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, TEXT("MyLocEvt2"));

ResetEvent(hEvt1);
ResetEvent(hEvt2);

for (i = 0; i < 10000; i++)
{
    SetEvent (hEvt1);
    WaitForSingleObject(hEvt2, INFINITE);
}        

线程2: (只是“响应”)

while (1)
{
    WaitForSingleObject(hEvt1, INFINITE);
    SetEvent(hEvt2);
}

Linux代码：

线程1: (我测量的线程)

struct event_flag *event1, *event2;
event1 = eventflag_create();
event2 = eventflag_create();

for (i = 0; i < 10000; i++)
{
    eventflag_set(event1);
    eventflag_wait(event2);
}

线程2: (只是“响应”)

while (1)
{
    eventflag_wait(event1);
    eventflag_set(event2);
}

我对eventflag_*的实现

struct event_flag* eventflag_create()
{
    struct event_flag* ev;
    ev = (struct event_flag*) malloc(sizeof(struct event_flag));

    pthread_mutex_init(&ev->mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&ev->condition, NULL);
    ev->flag = 0;

    return ev;
}

void eventflag_wait(struct event_flag* ev)
{
    pthread_mutex_lock(&ev->mutex);

    while (!ev->flag)
        pthread_cond_wait(&ev->condition, &ev->mutex);

    ev->flag = 0;

    pthread_mutex_unlock(&ev->mutex);
}

void eventflag_set(struct event_flag* ev)
{
    pthread_mutex_lock(&ev->mutex);

    ev->flag = 1;
    pthread_cond_signal(&ev->condition);

    pthread_mutex_unlock(&ev->mutex);
}

和struct

struct event_flag
{
    pthread_mutex_t mutex;
    pthread_cond_t  condition;
    unsigned int    flag;
};

问题：

• 为什么我看不出这里的表现有进步？
• 可以做些什么来提高性能(例如，是否有更快的方法来执行CEs行为)？
• 我还不习惯对线程进行编码，我的实现中是否有错误可能会导致性能损失？
• 是否有其他库可供选择？

Answer 1

请注意，在调用pthread_cond_signal()时不需要持有互斥对象，因此您可以通过在发出条件信号之前释放互斥对象来提高条件变量'event‘实现的性能：

void eventflag_set(struct event_flag* ev)
{
    pthread_mutex_lock(&ev->mutex);

    ev->flag = 1;

    pthread_mutex_unlock(&ev->mutex);

    pthread_cond_signal(&ev->condition);
}

这可能会防止唤醒的线程立即阻塞互斥体。

Answer 2

只有当您有能力错过事件时，这种类型的实现才能工作。我只是测试了一下，遇到了很多死锁。造成这种情况的主要原因是条件变量只唤醒一个已经在等待的线程。以前发出的信号丢失了。

如果条件已经发出信号，则没有计数器与允许等待线程简单地继续的条件相关联。Windows事件支持这种类型的使用。

我想不出比使用信号量( POSIX版本非常容易使用)更好的解决方案，该信号量初始化为零，set()使用sem_post()，wait()使用sem_wait()。您肯定会想到一种使用sem_getvalue()将信号量计数最多达到1的方法。

尽管如此，我不知道POSIX信号量是否只是Linux信号量的一个整洁接口，或者性能损失是什么。