C # Thread ปลอดภัยอย่างรวดเร็ว (EST) เคาน์เตอร์

วิธีการขอรับตัวนับเธรดที่ปลอดภัยใน C # ด้วยประสิทธิภาพที่ดีที่สุดที่เป็นไปได้คืออะไร

สิ่งนี้ง่ายพอ ๆ กับที่ได้รับ:

public static long GetNextValue()
{
    long result;
    lock (LOCK)
    {
        result = COUNTER++;
    }
    return result;
}

แต่มีทางเลือกอื่นเร็วขึ้นหรือไม่

นี่จะง่ายกว่า:

return Interlocked.Increment(ref COUNTER);

MSDN Interlocked.Increment

ตามคำแนะนำของคนอื่น ๆจะมีประสิทธิภาพดีกว่าInterlocked.Increment lock()เพียงแค่ดู IL และสภาที่คุณจะเห็นว่าIncrementกลายเป็นคำสั่ง "ล็อครถบัส" และตัวแปรจะเพิ่มขึ้นโดยตรง (x86) หรือ "เพิ่ม" ถึง (x64)

คำสั่ง "bus lock" นี้ล็อคบัสเพื่อป้องกัน CPU อื่นไม่ให้เข้าถึงบัสในขณะที่การเรียกใช้ CPU ดำเนินการ ตอนนี้ลองดูที่lock()IL ของคำสั่งC # ที่นี่คุณจะเห็นสายMonitorเพื่อเริ่มหรือสิ้นสุดส่วน

ในคำอื่น ๆ คำlock()สั่ง. Net ทำมากกว่า. NetInterlocked.Incrementคำสั่งจะทำมากขึ้นกว่าสุทธิ

ดังนั้นหากสิ่งที่คุณต้องการทำคือการเพิ่มตัวแปรInterlock.Incrementจะเร็วขึ้น ทบทวนวิธีการเชื่อมต่อทั้งหมดเพื่อดูการทำงานของอะตอมต่าง ๆ ที่มีอยู่และเพื่อค้นหาวิธีที่เหมาะสมกับความต้องการของคุณ ใช้lock()เมื่อคุณต้องการทำสิ่งที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่นการเพิ่ม / ลดที่เกี่ยวข้องกับหลายครั้งหรือเพื่อซีเรียลไลซ์การเข้าถึงทรัพยากรที่ซับซ้อนกว่าจำนวนเต็ม

ฉันขอแนะนำให้คุณใช้. NET เพิ่มขึ้นในการเชื่อมต่อกันในห้องสมุด System.Threading

โค้ดต่อไปนี้จะเพิ่มความยาวของตัวแปรโดยการอ้างอิงและปลอดภัยต่อเธรดอย่างสมบูรณ์:

Interlocked.Increment(ref myNum);

ที่มา: http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd78zt0c.aspx

ลองใช้Interlocked

ตามที่ได้กล่าวมาแล้วการใช้งาน Interlocked.Increment

ตัวอย่างรหัสจาก MS:

ตัวอย่างต่อไปนี้กำหนดจำนวนสุ่มที่มีช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 1,000 เพื่อสร้าง 1,000 ตัวเลขสุ่มด้วยค่าจุดกึ่งกลาง เพื่อติดตามจำนวนค่าจุดกลางตัวแปร midpointCount ถูกตั้งค่าเท่ากับ 0 และเพิ่มขึ้นทุกครั้งที่ตัวสร้างตัวเลขสุ่มส่งกลับค่าจุดกึ่งกลางจนกว่าจะถึง 10,000 เนื่องจากสามเธรดสร้างตัวเลขสุ่มจึงมีการเรียกเมธอด Increment (Int32) เพื่อให้แน่ใจว่าเธรดจำนวนมากไม่ได้อัพเดต midpointCount พร้อมกัน โปรดทราบว่าการล็อกยังใช้เพื่อป้องกันตัวสร้างตัวเลขสุ่มและใช้วัตถุ CountdownEvent เพื่อให้แน่ใจว่าวิธีการหลักจะไม่ดำเนินการให้เสร็จสิ้นก่อนเธรดทั้งสาม

using System;
using System.Threading;

public class Example
{
   const int LOWERBOUND = 0;
   const int UPPERBOUND = 1001;

   static Object lockObj = new Object();
   static Random rnd = new Random();
   static CountdownEvent cte;

   static int totalCount = 0;
   static int totalMidpoint = 0;
   static int midpointCount = 0;

   public static void Main()
   {
      cte = new CountdownEvent(1);
      // Start three threads. 
      for (int ctr = 0; ctr <= 2; ctr++) {
         cte.AddCount();
         Thread th = new Thread(GenerateNumbers);
         th.Name = "Thread" + ctr.ToString();
         th.Start();
      }
      cte.Signal();
      cte.Wait();
      Console.WriteLine();
      Console.WriteLine("Total midpoint values:  {0,10:N0} ({1:P3})",
                        totalMidpoint, totalMidpoint/((double)totalCount));
      Console.WriteLine("Total number of values: {0,10:N0}", 
                        totalCount);                  
   }

   private static void GenerateNumbers()
   {
      int midpoint = (UPPERBOUND - LOWERBOUND) / 2;
      int value = 0;
      int total = 0;
      int midpt = 0;

      do {
         lock (lockObj) {
            value = rnd.Next(LOWERBOUND, UPPERBOUND);
         }
         if (value == midpoint) { 
            Interlocked.Increment(ref midpointCount);
            midpt++;
         }
         total++;    
      } while (midpointCount < 10000);

      Interlocked.Add(ref totalCount, total);
      Interlocked.Add(ref totalMidpoint, midpt);

      string s = String.Format("Thread {0}:\n", Thread.CurrentThread.Name) +
                 String.Format("   Random Numbers: {0:N0}\n", total) + 
                 String.Format("   Midpoint values: {0:N0} ({1:P3})", midpt, 
                               ((double) midpt)/total);
      Console.WriteLine(s);
      cte.Signal();
   }
}
// The example displays output like the following:
//       Thread Thread2:
//          Random Numbers: 2,776,674
//          Midpoint values: 2,773 (0.100 %)
//       Thread Thread1:
//          Random Numbers: 4,876,100
//          Midpoint values: 4,873 (0.100 %)
//       Thread Thread0:
//          Random Numbers: 2,312,310
//          Midpoint values: 2,354 (0.102 %)
//       
//       Total midpoint values:      10,000 (0.100 %)
//       Total number of values:  9,965,084

ตัวอย่างต่อไปนี้คล้ายกับตัวอย่างก่อนหน้ายกเว้นว่าจะใช้คลาส Task แทนโพรซีเดอร์เธรดเพื่อสร้างจำนวนเต็ม 50,000 จุดกึ่งกลางแบบสุ่ม ในตัวอย่างนี้นิพจน์แลมบ์ดาจะแทนที่โพรซีเดอร์ GenerateNumbers และการเรียกไปยังวิธีการ Task.WaitAll ช่วยลดความจำเป็นในการวัตถุ CountdownEvent

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

public class Example
{
   const int LOWERBOUND = 0;
   const int UPPERBOUND = 1001;

   static Object lockObj = new Object();
   static Random rnd = new Random();

   static int totalCount = 0;
   static int totalMidpoint = 0;
   static int midpointCount = 0;

   public static void Main()
   {
      List<Task> tasks = new List<Task>();
      // Start three tasks. 
      for (int ctr = 0; ctr <= 2; ctr++) 
         tasks.Add(Task.Run( () => { int midpoint = (UPPERBOUND - LOWERBOUND) / 2;
                                     int value = 0;
                                     int total = 0;
                                     int midpt = 0;

                                     do {
                                        lock (lockObj) {
                                           value = rnd.Next(LOWERBOUND, UPPERBOUND);
                                        }
                                        if (value == midpoint) { 
                                           Interlocked.Increment(ref midpointCount);
                                           midpt++;
                                        }
                                        total++;    
                                     } while (midpointCount < 50000);

                                     Interlocked.Add(ref totalCount, total);
                                     Interlocked.Add(ref totalMidpoint, midpt);

                                     string s = String.Format("Task {0}:\n", Task.CurrentId) +
                                                String.Format("   Random Numbers: {0:N0}\n", total) + 
                                                String.Format("   Midpoint values: {0:N0} ({1:P3})", midpt, 
                                                              ((double) midpt)/total);
                                     Console.WriteLine(s); } ));

      Task.WaitAll(tasks.ToArray());
      Console.WriteLine();
      Console.WriteLine("Total midpoint values:  {0,10:N0} ({1:P3})",
                        totalMidpoint, totalMidpoint/((double)totalCount));
      Console.WriteLine("Total number of values: {0,10:N0}", 
                        totalCount);                  
   }
}
// The example displays output like the following:
//       Task 3:
//          Random Numbers: 10,855,250
//          Midpoint values: 10,823 (0.100 %)
//       Task 1:
//          Random Numbers: 15,243,703
//          Midpoint values: 15,110 (0.099 %)
//       Task 2:
//          Random Numbers: 24,107,425
//          Midpoint values: 24,067 (0.100 %)
//       
//       Total midpoint values:      50,000 (0.100 %)
//       Total number of values: 50,206,378

https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.threading.interlocked.increment?view=netcore-3.0