for循环内外的互斥锁速度差异

Posted 2023-02-16

【中文标题】for循环内外的互斥锁速度差异

【英文标题】：Mutex lock speed difference inside and outisde the foor loop

【发布时间】：2017-05-22 18:12:51

【问题描述】：

我对在 for 循环内部和外部使用互斥锁 lock() 和 unlock() 的速度不同感到困惑。我得到了一个全局变量值和一个将其递增 1000000 次的函数。该函数由 5 个线程并行运行。我测量了经过的时间并得到了这些结果：

    mutex.lock();
    for(int i = 0; i < 1000000; i++)
    
        value++;
    
    mutex.unlock();

0.160921 秒

和：

    for(int i = 0; i < 1000000; i++)
            
        mutex.lock();
        value++;
        mutex.unlock();
    

2.10521 秒

我假设使用第二个内部互斥体安排控制太精细了，并且在线程切换之间花费了大量时间？还是有别的？

【参考方案1】：

锁定和解锁互斥体需要一些时间。具体来说，它比增加一个整数需要更多的时间。您的第二个示例只是测试锁定/解锁速度，并且还增加了任务切换开销，因为在互斥锁解锁的任何时候，不同的线程都可以接管。

首先，编译器可以通过一个加法来替换循环。而且因为线程的全部功能都被互斥体覆盖，所以没有并行执行；除了一个线程之外的所有线程都被阻塞，直到一个线程的循环完成，这意味着代码相当于在一个线程上连续循环五次。

这与细粒度锁定与粗粒度锁定关系不大。这些策略是关于您是否拥有覆盖大量资源的少量锁，或者覆盖少量资源的大量锁。您只有一种资源（全局 int），因此无需做出决定。

相反，这是关于是否仅将互斥锁锁定一小段时间，从而在其余时间将其打开以供其他线程工作，或者将其锁定更长的时间以避免开销，但会降低并行度。但是，由于您的线程除了访问受保护的资源之外什么都不做，因此没有“其余时间”。您的问题（将整数递增 5000000 次）一开始就没有内在的并行性，因此没有什么可供多线程利用的。