Почему блокировка может стать узким местом многопоточной программы?

Question

Почему блокировка может стать узким местом многопоточной программы?

Если я хочу, чтобы моя очередь часто выполнялась pop () и push () по многопоточности,

какой замок мне использовать?

Answer 1

Блокировка, которую вы используете, зависит от вашей платформы, но, как правило, представляет собой мьютекс. В Windows вы бы использовали критическую секцию, а в .NET - монитор. Я не очень знаком с механизмами блокировки на других платформах. Я бы держался подальше от замков без подходов. Их очень сложно правильно запрограммировать, и прирост производительности зачастую не так велик, как можно было бы ожидать.

Блокировки становятся узким местом в вашей программе, когда они находятся в состоянии сильной конкуренции. То есть все очень большое количество потоков пытаются получить блокировку одновременно. Это приводит к напрасной потере циклов ЦП, поскольку потоки блокируются, и ОС тратит все большую часть своего времени на переключение между потоками. Такая проблема чаще всего проявляется в мире серверов. Для настольных приложений редко, когда блокировки вызывают проблемы с производительностью.

Answer 2

"Почему блокировка может стать узким местом многопоточной программы?" - подумайте о турникете (также называемом перегородкой), который пропускает только одного человека за раз, и толпа людей ждет его прохождения.

Для очереди используйте простейшую блокировку, которую может предложить ваша среда.

Answer 3

"Почему блокировка может стать узким местом многопоточной программы?" Поскольку ожидающие потоки остаются заблокированными до тех пор, пока не будет разблокирована общая память.

Предлагаем вам прочитать эту статью на тему «Параллельность: что каждый разработчик должен знать о многопоточных приложениях» http://msdn.microsoft.com/en-au/magazine/cc163744.aspx

Answer 4

Для очереди легко написать реализацию без блокировки (google away)

Замки являются узкими местами, потому что они заставляют все другие потоки, с которыми они сталкиваются, перестать делать то, что они делают, и ждать, пока замок откроется, тратя таким образом время. Одна из идей многопоточности заключается в том, чтобы использовать как можно больше процессоров в любой момент времени. Вынуждая потоки ждать блокировок, приложение по существу отдает вычислительную мощность, которую оно могло бы использовать.

Answer 5

В пакетах потоков, с которыми я знаком, ваши параметры мьютексов являются рекурсивными и нерекурсивными. Вы должны выбрать нерекурсивный - все ваши обращения будут заблокированы (); queue_op (); unlock (), поэтому нет необходимости иметь возможность получить блокировку дважды.

Answer 6

Блокировки дороги, потому что они требуют вызовов операционной системы в середине вашего алгоритма и потому что их трудно сделать правильно при создании ЦП.

Как программист, лучше оставить экспертам блокировки в середине ваших структур данных и вместо этого использовать хорошую многопоточную библиотеку , такую ​​как TBB

от Intel

Для очередей вы можете использовать атомарные инструкции (жесткие) или спин-блокировку (проще), если это возможно, потому что они дешевле по сравнению с мьютексом. Используйте мьютекс, если вы делаете много работы, которую нужно заблокировать, т.е. изменить сложную древовидную структуру