信號量與自旋鎖在實踐中有多昂貴？

Question

This question詢問是否可以改善自旋鎖的方式不會影響等待時間，但佔用更少的CPU時間。大量的答案顯示了C++ 11，Boost等中的高級語言概念。

我的第一個想法是使用一個簡單的C信號量，因爲只有當緩衝區爲空或滿時，海報需要阻塞。

然而，在編寫答案的過程中，我意識到我不知道這些函數的開銷在實踐中。直觀地說，它看起來應該很小，對我來說它從來都不是一個優化問題，但是對於自旋鎖來說，它可能是實質性的。據推測它也是系統依賴的。

對this question的回答表明，當鎖定少於一個線程量時，首選自旋鎖定，但沒有給出關於原因的真實世界指示。

this question的答案提供了一個C++中的信號量實現的工作示例，該實例在主體中使用帶pthread_wait的自旋鎖，但它不是從任何實際的語言實現中獲取的。

在here以上，有關互斥體和信號量之間的速度差異的問題被聲明爲不重要。其他人則說信號量比較慢。

一篇鏈接到this question的文章表明，對於互斥鎖的C＃鎖定命令在2.4GhZ機器上的實踐中花費了50ns（如此~100個週期）。然而，目前還不清楚C＃的實現是否具有代表性，即POSIX信號量的直接C實現。

所以，問題是，什麼是在實踐中像信號使用的開銷，並推而廣之，我什麼時候應該更喜歡一個自旋鎖，如果我所關心的是延遲（即不是由於某種原因，可維護性）？

Answer 1

我絕不是這方面的專家，所以你應該根據你的情況採取我的建議。

自旋鎖使用原子性質的處理器指令實現。因此，獲取和釋放鎖可能非常快。鎖定時間越長，鎖定的爭用就越多，這種理想的性能會降低。因此它最適合於不常更新的數據。 Afaik .NET（4.0+）擁有自己的託管旋轉鎖定實現，避免了轉換到非託管代碼（以及隨後的內核訪問），這使得開銷非常微不足道。

幾乎所有其他鎖類型都基於WaitHandles（.NET-land中的例外是受管唯一的Monitor類），除非您正在編寫在內核空間中運行的設備驅動程序，否則性能爲可能不會變化太大（因爲大部分成本是向內核空間的過渡並返回）。選擇最適合您應用需求的鎖定類型。

如果您真的很在意它，可以組合一些模擬預期工作負載的性能測試，然後基準您的首選選項以查看它們的堆疊方式。