Interlocked.Read / Interlocked.Exchange在Mono上比.NET慢得多？

Question

很抱歉提出了一个很长的问题，但是有一个Jon引用，所以这对一些人来说可能是值得的。

简而言之：：

在Mono框架中运行Interlocked.Read / Interlocked.Exchange似乎要比在.NET框架中运行时慢得多。我很想知道为什么。

In long:

我想要一个32位平台的线程安全的双面，所以我做了这个结构：

public interface IThreadSafeDouble
{
    double Value { get; set; }
}

public struct LockedThreadSafeDouble : IThreadSafeDouble
{
    private readonly object Locker;
    private double _Value;

    public double Value
    {
        get { lock (Locker) return _Value; }
        set { lock (Locker) _Value = value; }
    }

    public LockedThreadSafeDouble(object init)
        : this()
    {
        Locker = new object();
    }
}

然后我读了Jon对this question的回答，所以我创建了这个结构：

public struct InterlockedThreadSafeDouble : IThreadSafeDouble
{
    private long _Value;

    public double Value
    {
        get { return BitConverter.Int64BitsToDouble(Interlocked.Read(ref _Value)); }
        set { Interlocked.Exchange(ref _Value, BitConverter.DoubleToInt64Bits(value)); }
    }
}

然后我写了这个测试：

    private static TimeSpan ThreadSafeDoubleTest2(IThreadSafeDouble dbl)
    {
        var incrementTarg = 10000000;
        var sw = new Stopwatch();
        sw.Start();
        for (var i = 0; i < incrementTarg; i++, dbl.Value++);
        sw.Stop();
        return sw.Elapsed;
    }

    private static void ThreadSafeTest()
    {
        var interlockedDbl = new InterlockedThreadSafeDouble();
        var interlockedTim = ThreadSafeDoubleTest2(interlockedDbl);

        var lockedDbl = new LockedThreadSafeDouble(true);
        var lockedTim = ThreadSafeDoubleTest2(lockedDbl);

        System.Console.WriteLine("Interlocked Time: " + interlockedTim);
        System.Console.WriteLine("Locked Time:      " + lockedTim);
    }       

    public static void Main(string[] args)
    {
        for (var i = 0; i < 5; i++)
        {
            System.Console.WriteLine("Test #" + (i + 1));
            ThreadSafeTest();
        }
        System.Console.WriteLine("Done testing.");
        System.Console.ReadLine();
    }

我使用.NET框架获得了这个结果：

​

这个结果使用Mono框架：

​

我在同一台机器(Windows )上运行了两次测试，测试结果是一致的。我很想知道为什么Interlocked.Read/Interlocked.Exchange在Mono框架上的执行速度似乎要慢得多。

更新：

我编写了以下简单的测试：

long val = 1;
var sw = new Stopwatch();
sw.Start();
for (var i = 0; i < 100000000; i++) {
    Interlocked.Exchange(ref val, 2);
    // Interlocked.Read(ref val);
}
sw.Stop();
System.Console.WriteLine("Time: " + sw.Elapsed);

.NET框架始终使用Exchange和Read返回~2.5秒。Mono框架返回~5.1秒。

Answer 1

得出性能结论并不容易。在第一个例子中，long<->双转换可能是重要的因素。通过将所有双倍更改为longs (并删除转换)，这是我在Windows中使用32位Mono的时候：

Test #1
Interlocked Time: 00:00:01.2548628
Locked Time:      00:00:01.7281594
Test #2
Interlocked Time: 00:00:01.2466018
Locked Time:      00:00:01.7219013
Test #3
Interlocked Time: 00:00:01.2590181
Locked Time:      00:00:01.7443508
Test #4
Interlocked Time: 00:00:01.2575325
Locked Time:      00:00:01.7309012
Test #5
Interlocked Time: 00:00:01.2593490
Locked Time:      00:00:01.7528010
Done testing.

因此，互锁的实现并不是这里最大的因素。

但是接下来是第二个没有转换的例子。为什么会这样？我认为答案是循环展开，在.NET JIT编译器中做得更好。但这只是猜测。如果要比较现实场景中的互锁性能，可以(至少)有两个选项：

在实际的scenario.

• Compare中，JIT编译器发出的机器代码

1. 对它们进行了比较，并查看了互锁.

的确切实现。

还请注意，上述实现提供的唯一保证是您不会观察到撕裂。例如，它没有给您(通常需要的)保证，如果两个线程正在递增值，之和将是正确的(也就是说，它将考虑所有的增量)。