【发布时间】：2010-07-29 05:53:20
【问题描述】：
我有一些数据由多个线程读取和更新。读取和写入都必须是原子的。我正在考虑这样做：
// Values must be read and updated atomically
struct SValues
{
double a;
double b;
double c;
double d;
};
class Test
{
public:
Test()
{
m_pValues = &m_values;
}
SValues* LockAndGet()
{
// Spin forver until we got ownership of the pointer
while (true)
{
SValues* pValues = (SValues*)::InterlockedExchange((long*)m_pValues, 0xffffffff);
if (pValues != (SValues*)0xffffffff)
{
return pValues;
}
}
}
void Unlock(SValues* pValues)
{
// Return the pointer so other threads can lock it
::InterlockedExchange((long*)m_pValues, (long)pValues);
}
private:
SValues* m_pValues;
SValues m_values;
};
void TestFunc()
{
Test test;
SValues* pValues = test.LockAndGet();
// Update or read values
test.Unlock(pValues);
}
通过在每次读写时窃取指向它的指针来保护数据，这应该使其成为线程安全的，但每次访问都需要两条互锁指令。将会有大量的读取和写入，我无法提前知道是否会有更多的读取或更多的写入。
可以做得比这更有效吗？这在读取时也会锁定，但由于很可能有更多的写入然后读取，因此优化读取没有意义，除非它不会对写入造成惩罚。
我正在考虑在没有互锁指令（以及序列号）的情况下读取指针，复制数据，然后有一种方法来判断序列号是否已更改，在这种情况下它应该重试。不过，这需要一些内存屏障，我不知道它是否可以提高速度。
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谢谢大家，伟大的 cmets！我实际上并没有运行此代码，但我会在今天晚些时候尝试将当前方法与关键部分进行比较（如果我有时间的话）。我仍在寻找最佳解决方案，因此稍后我将回到更高级的 cmets。再次感谢！
【问题讨论】：
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使用默认线程同步原语有什么问题？
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我必须承认我只是假设我可以做得比这更快。 1) 我在这里只显示一个实例，但实际上我可能会有 10000 个这些受保护数据记录的实例，这意味着 10000 个关键部分。但也许这不是问题，我不知道，我从未尝试过这样的事情。 2）我希望我能比关键部分更快地想出一些东西。每秒很容易有数百万次读取/写入。在个人层面上，我只是认为尽可能快地以人工方式（机器？）让它变得有趣。
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Windows CRITICAL_SECTION 非常轻量级，除非它实际上必须阻塞。我不认为像这样忙着等待的用户线程是一个非常好的主意——你隐含地向调度程序发出信号说你有很多事情要做，而实际上情况恰恰相反。
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在 windows 上：MemoryBarrier 被测量为需要 20-90 个周期。 InterlockedIncrement 被测量为需要 36-90 个周期。获取或释放关键部分被测量为需要 40-100 个周期。测量获得或释放互斥体大约需要 750-2500 个周期。