Thread.Yield对WaitOne

Question

据我所知，可以使用Thread.Yield代替WaitOne和ManualResetEvent来进行线程信令。

虽然我没有在幕后看到解释WaitOne的确切行为的文档，但我假设它将线程置于等待状态，并告诉OS调度程序检查每次在队列中轮到该线程时是否设置了ManualResetEvent。如果未设置，调度程序将不执行上下文切换，而跳到另一个线程。如果设置，调度程序会将线程置于运行状态，以便在WaitOne开始执行后的代码。

另一方面，无论Thread.Yield的状态如何，使用ManualResetEvent都会导致上下文切换，然后再进行检查。

我的理解正确吗？是否有解释WaitOne内部工作原理的文档？

P.S:以下是两个版本的示例代码，供演示之用：

var signal = new ManualResetEvent(false);
new Thread(() =>
{
    Console.WriteLine("Waiting for signal...");
    signal.WaitOne();
    signal.Dispose();
    Console.WriteLine("Got signal!");
}).Start();
Thread.Sleep(2000);
signal.Set(); // "Open" the signal

bool signal = false;
new Thread(() =>
{
    Debug.WriteLine("Waiting for signal...");
    while(signal == false)
    {
        Thread.Yield();
    }
    Debug.WriteLine("Got signal!");
}).Start();
Thread.Sleep(2000);
signal = true; ; // "Open" the signal

Answer 1

首先，汉斯的评论是完全正确的:你正在发明你自己的旋转等待，糟糕。别干那事!

尽管如此，您的问题并不是您是否应该重新实现WaitOne，而是WaitOne是如何由没有实现它的人实现的，因为它还没有编写。考虑这个问题是完全合理的，这些功能不是神奇的，而是由人类实现的，那么它们是如何做到的呢？

这是一个实现细节，我手头没有运行时的源代码；实际的实现是在一个名为WaitOneNative的本机函数中。不过，我可以给你一些想法。

首先，您正确地注意到，Thread.Yield是一个更原始的操作，因此它可以作为构建更高级别操作(如WaitOne )的策略的一部分。但实际上，它可能不会像你所描述的那样简单地使用，原因有几点：

• Thread.Yield确实创建了一个屏障，但从代码中并不能百分之百地看出bool的读取没有被删除，或者写不能延迟。我们想要非常，非常肯定的是，bool写的东西被捡起来了，而引入障碍并没有破坏性能。
• Thread.Yield将控制切换到当前处理器上的任何就绪线程。如果当前处理器上没有就绪线程，会发生什么情况？也许好好想想吧。是什么使这些代码不能加热整个CPU？如果要写入的线程位于不同的处理器上，会发生什么情况？涉及线程饥饿等的所有可能的场景是什么？
• 考虑一下这个场景:我们有一个具有三个线程的超级线程处理器，Alpha、Bravo和Charlie，Alpha和Bravo目前正在CPU中执行。阿尔法还有1000万纳秒在它的量子，它看到标志是假的，并将其剩余的量子输出给查理。一纳秒后，Bravo设置了旗子。我们刚刚承担了一个上下文切换的全部成本，Alpha放弃了做一千万纳秒工作的机会！对于Alpha来说，更好的做法是旋转并燃烧其1000万纳秒中的几十个，而不是承担上下文切换的巨大代价。--这是在设计新的线程基元时必须考虑的几种场景。仅仅正确的控制流是不够的；你在热门的道路上做了一个糟糕的决定，你可以将性能降低数千或数百万倍。
• 诸若此类。

但是等等，情况会变得更糟。WaitOne是否需要解决更微妙的问题？

好的。CLR有它必须维护的不变量。您必须记住，( CLR )从根本上说是作为COM的扩展而发明的，并且底层的实现深深地嵌入到COM世界中。特别是，所有关于编组的规则仍然适用。WaitOne有效地使线程处于休眠状态，但这可能会导致封送处理程序出现问题。克里斯·布鲁姆( Chris )关于这一点的文章特别令人恐惧和私奔：

https://blogs.msdn.microsoft.com/cbrumme/2004/02/02/apartments-and-pumping-in-the-clr/

读一读，看看你是否能理解所有的内容。自2004年以来，我已经读过几十遍了，我曾经是一名专业的COM程序员，我大概能读到其中的80%。这是很复杂的事情，如果您不理解它，您就无法编写一个满足CLR需求的正确的WaitOne实现。