c++隊列 多線程編程的時候,使用無鎖結(jié)構(gòu)會不會比有鎖結(jié)構(gòu)更加快?
多線程編程的時候,使用無鎖結(jié)構(gòu)會不會比有鎖結(jié)構(gòu)更加快?這是毫無疑問的,因為線程鎖定是資源密集型的!那么,如何避免鎖的性能下降呢?1、從業(yè)務(wù)上避免大量鎖結(jié)構(gòu)!2. 使用ThreadLocal,可以保證每
多線程編程的時候,使用無鎖結(jié)構(gòu)會不會比有鎖結(jié)構(gòu)更加快?
這是毫無疑問的,因為線程鎖定是資源密集型的
!那么,如何避免鎖的性能下降呢?
1、從業(yè)務(wù)上避免大量鎖結(jié)構(gòu)
!2. 使用ThreadLocal,可以保證每個線程中的數(shù)據(jù)不會互相污染
!3. 如果讀多寫少,請使用讀寫鎖
!4. 自旋鎖將挑戰(zhàn)CPU,盡管它是一個線程時間很少的鎖
!5. 鎖的粒度應(yīng)該盡可能小:如果鎖可以在方法中,就不應(yīng)該占用整個方法
當(dāng)前的無鎖設(shè)計得益于CPU對CAS操作的支持。因此,如果您想了解無鎖設(shè)計,您應(yīng)該首先了解什么是CAS。
CAS是compare and swap的縮寫,中文翻譯為“compare and exchange”。它的實現(xiàn)如下:有三個操作數(shù),內(nèi)存值V、舊的期望值a和要修改的新值B。當(dāng)且僅當(dāng)期望值與內(nèi)存值相同時,將內(nèi)存值V更改為B,否則將不執(zhí)行任何操作。
下面是一個解釋CAS算法的示例。假設(shè)有兩個線程T1和T2同時訪問同一變量10。因此,他們會將主內(nèi)存的值復(fù)制到自己的工作內(nèi)存空間中,因此T1和T2線程的預(yù)期值是10。
假設(shè)T1和T2競爭時,T1成功地將變量值更改為11,然后將其寫入內(nèi)存。發(fā)現(xiàn)T2的更新值與T10的期望值不一致。
CAS操作類似于提交重試模式。當(dāng)同步?jīng)_突發(fā)生的幾率較小時,系統(tǒng)的性能會有很大的提高。
雖然CAS有效地解決了原子操作問題,但仍然存在三個問題:ABA問題、spin-CAS循環(huán)時間長、開銷大、一個CAS只能保證一個變量的原子操作。針對這三個問題,不同的語言給出了解決方案。如果您想了解更多,可以查詢您關(guān)注的解決方案。
由于缺乏硬件知識,如果您想知道CPU是如何實現(xiàn)的,可以查看CPU的相關(guān)信息。