C# 线程 - 锁 - 如何检查锁的出现

Posted 2023-02-22

【中文标题】C# 线程 - 锁 - 如何检查锁的出现

【英文标题】：C# Threading - lock - how to check lock occurrences

【发布时间】：2012-10-13 22:41:47

【问题描述】：

我在我的应用程序中使用多线程锁定对象。

我如何检查其他线程尝试处理锁定对象的次数，或者我在尝试更新锁定对象上浪费了多少时间？

我的代码基于此处的最佳答案：

Mutliple threads updating array

编辑：复制代码：

float[] bestResult;
object sync = new Object();

lock (sync) 

    if (bestResult[0] > calculatedData[0]) 
        bestResult = calculatedData;
    

【参考方案1】：

如here 所述，Concurrency Visualizer 是开始调查锁争用的好工具。不要害怕这篇博文来自 2010 年。同样的原则仍然适用于新版本的 Visual Studio 的并发可视化工具。

【参考方案2】：

我不是线程专家，但为了获得其他线程尝试处理对象的次数，您可能必须实现比Lock 更原始的锁定机制版本。我在下面用一个紧密循环的 Monitor.TryEnter 给了它一个镜头，欢迎使用 cmets。

当然，单独实现这样的事情很容易导致更长的阻塞时间和更多的阻塞，以便获得您想要的计数，并且基于这种实现肯定与锁定在内部的工作方式不同的事实。不管怎样，我花了时间，所以我要发布它。

   class Program
    
        static object lockObj = new object();
        static void Main(string[] args)
        
            System.Threading.Thread t = new System.Threading.Thread(proc);
            System.Threading.Thread t2 = new System.Threading.Thread(proc);
            t.Start();
            t2.Start();
            t.Join();
            t2.Join();
            Console.WriteLine("Total locked up time = " + (LockWithCount.TotalWaitTicks / 10000) + "ms");
            Console.WriteLine("Total blocks = " + LockWithCount.TotalBlocks);
            Console.ReadLine();
        

        static void proc()
        
            for (int x = 0; x < 100; x++)
            
                using (new LockWithCount(lockObj))
                
                    System.Threading.Thread.Sleep(10);
                
            
        
    

上面向您展示了如何使用 LockWithCount，将现有的 Lock() 替换为 using(new LockWithCount(x))

 class LockWithCount : IDisposable

    static System.Diagnostics.Stopwatch watch = new System.Diagnostics.Stopwatch();
    object lockObj;
    public static long TotalWaitTicks = 0;
    public static long TotalBlocks = 0;
    static LockWithCount()
    
        watch.Start();
    

    public LockWithCount(object obj)
    
        lockObj = obj;
        long startTicks = watch.ElapsedTicks;
        if (!System.Threading.Monitor.TryEnter(lockObj))
        
            System.Threading.Interlocked.Increment(ref TotalBlocks);
            System.Threading.Monitor.Enter(lockObj);
            System.Threading.Interlocked.Add(ref TotalWaitTicks, watch.ElapsedTicks - startTicks);
        
    


    public void Dispose()
    
        System.Threading.Monitor.Exit(lockObj);
    

【讨论】：

忙于等待锁是高度 CPU 密集型的。这会起作用，但如果锁被轻微争用，它会降低性能。更好的解决方案是执行单个 Monitor.TryEnter，如果失败，设置 blocked 标志并执行 Monitor.Enter。

@Jim Mischel 好主意，在您实际等待时，就实现而言，这将使其与锁定非常接近。我会更新的。

【参考方案3】：

问题问是如何确定锁请求发生的次数，或者由于锁争用而浪费的时间。

对所提问题的回答是您使用诸如 Visual Studio 高级版提供的分析器。可能存在其他 .NET 分析器。

在每个 lock 语句中添加计数/计时代码是不切实际的，因为它会有自己的锁定问题。因此，在没有分析器的情况下，您必须执行静态分析。这不是那么可怕。嵌套循环是一个重要线索。

在服务器设计中，锁争用最为严重。令人高兴的是，用户会话状态是会话私有的。如果您使用的是 APM（异步编程模型 - 本质上是回调），那么只要您在处理程序结束之前不调用 socket.BeginRead，从会话的角度来看，状态操作实际上是单线程的。因此，在这些条件下，只有在会话的建立和拆除时才需要锁定。在会话中完全没有必要。

这就是为什么我更喜欢 APM 而不是处理并发执行的更新、更时尚的方法。

【讨论】：

感谢您的回复。我从来没有在 .NET 中使用过像分析器这样的工具，我也不知道在我的 VS2008 标准版中是否有这样的工具。我认为@FMM 回复对我来说已经足够了。

【参考方案4】：

System.Diagnostics.Stopwatch 类可能会在这方面为您提供帮助：

float[] bestResult;
object sync = new Object();
var sw = new System.Diagnostics.Stopwatch();
sw.Start();

lock (sync) 

    sw.Stop();
    if (bestResult[0] > calculatedData[0]) 
        bestResult = calculatedData;
    


Console.WriteLine("Time spent waiting: " + sw.Elapsed);

【讨论】：

尽管我在下面给出了答案，但如果您想在没有探查器的情况下进行测量，那么 FMM 是我能看到的唯一实用答案。

如果您正在探索整个并发问题，您可能会发现这很方便。这是“C# 5.0 In A Nutshell”albahari.com/threading

中关于线程的整个部分