混合模式锁

一:混合锁

混合锁=用户模式锁+内核模式锁

1.用户模式锁:

Thread.Sleep(1);让线程休眠毫秒

Thread.Sleep(0);让线程放弃当前的时间片,让本溪拿出更高或者同等线程得到时间片运行

Thread.YieId():让线程立即放弃当前时间片,让更低级别的线程得到运行,当其他thread时间片用完,本thread再度唤醒。

Yield<Sleep(0)<Sleep(1)

一个时间片等于30ms

2.混合锁有哪些:

  1. SemaphoreSlim

  2. ManualResetEventSlim

  3. ReaderWriterLockSlim

  4. ReaderWriterLockSlimWrapper

相比较内核模式,效率更高

1.ManualResetEventSlim:优化点

  • 构造函数中已经可以不提供默认状态,默认是false,表示合围状态

  • 使用wait代替waitOne(waitHandle提供了一个方法)

  • 支持任务取消

       public static ManualResetEventSlim manual = new ManualResetEventSlim(true);
        static void Main(string[] args)
        {
            CancellationTokenSource source = new CancellationTokenSource();
            while (true)
            {
                Console.WriteLine("-----------");
                try
                {
                        manual.Wait(3, source.Token);
                        Console.WriteLine("Hello Wordl!");
                        manual.Set();
                        source.Cancel();      }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
                break;
            }
        }
        Console.ReadKey();
    }

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  • wait()中的实现逻辑

    waitone()调用底层的win32函数:

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    [SecurityCritical]
    [**MethodImpl**(MethodImplOptions.InternalCall)]
    **private** static extern **int** **WaitOneNative**(SafeHandle waitableSafeHandle, **uint** millisecondsTimeout, **bool** hasThreadAffinity, **bool** exitContext);

    wait():

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    // System.Threading.ManualResetEventSlim
    [__DynamicallyInvokable]
    public bool Wait(int millisecondsTimeout, CancellationToken cancellationToken)
    {
    this.ThrowIfDisposed();
    cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
    if (millisecondsTimeout < -1)
    {
    throw new ArgumentOutOfRangeException("millisecondsTimeout");
    }
    if (!this.IsSet)
    {
    if (millisecondsTimeout == 0)
    {
    return false;
    }
    uint startTime = 0u;
    bool flag = false;
    int num = millisecondsTimeout;
    if (millisecondsTimeout != -1)
    {
    startTime = TimeoutHelper.GetTime();
    flag = true;
    }
    int num2 = 10;
    int num3 = 5;
    int num4 = 20;
    int spinCount = this.SpinCount;
    for (int i = 0; i < spinCount; i++)
    {
    if (this.IsSet)
    {
    return true;
    }
    if (i < num2)
    {
    if (i == num2 / 2)
    {
    Thread.Yield();
    }
    else
    {
    Thread.SpinWait(4 << i);
    }
    }
    else
    {
    if (i % num4 == 0)
    {
    Thread.Sleep(1);
    }
    else
    {
    if (i % num3 == 0)
    {
    Thread.Sleep(0);
    }
    else
    {
    Thread.Yield();
    }
    }
    }
    if (i >= 100 && i % 10 == 0)
    {
    cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
    }
    }
    this.EnsureLockObjectCreated();
    using (cancellationToken.InternalRegisterWithoutEC(ManualResetEventSlim.s_cancellationTokenCallback, this))
    {
    object @lock = this.m_lock;
    lock (@lock)
    {
    while (!this.IsSet)
    {
    cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
    if (flag)
    {
    num = TimeoutHelper.UpdateTimeOut(startTime, millisecondsTimeout);
    if (num <= 0)
    {
    bool result = false;
    return result;
    }
    }
    this.Waiters++;
    if (this.IsSet)
    {
    int waiters = this.Waiters;
    this.Waiters = waiters - 1;
    bool result = true;
    return result;
    }
    try
    {
    if (!Monitor.Wait(this.m_lock, num))
    {
    bool result = false;
    return result;
    }
    }
    finally
    {
    this.Waiters--;
    }
    }
    }
    }
    return true;
    }
    return true;
    }

2.SemaphoreSlim:信号量

Semaphore的WaitOne或者Release方法的调用大约会耗费1微秒的系统时间,而优化后的SemaphoreSlim则需要大致四分之一微秒。

Semaphore就好像一个栅栏,有一定的容量,当里面的线程数量到达设置的最大值时候,就没有线程可以进去。然后,如果一个线程工作完成以后出来了,那下一个线程就可以进去了。Semaphore的WaitOne或Release等操作分别将自动地递减或者递增信号量的当前计数值。当线程试图对计数值已经为0的信号量执行WaitOne操作时,线程将阻塞直到计数值大于0。在构造Semaphore时,最少需要2个参数。信号量的初始容量和最大的容量。

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public static SemaphoreSlim slim = new SemaphoreSlim(2, 10);
static void Main(string[] args)
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
Task.Run(()=> {
Run();
});
}
//等待2秒后
Thread.Sleep(2000);
slim.Release(10); Console.ReadKey();
}
static void Run()
{
slim.Wait();
Thread.Sleep(1000*5);
Console.WriteLine("当前t1={0}正在运行,时间:{1}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,DateTime.Now);
slim.Release();
}

3.ReaderWriterLockSlim

用EnterReadLock代替AcquireReaderLock方法,性能比内核版本要高很多。

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public static ReaderWriterLockSlim lockSlim = new ReaderWriterLockSlim();
lockSlim.EnterReadLock();
lockSlim.ExitReadLock();
lockSlim.EnterWriteLock();
lockSlim.ExitWriteLock();

混合锁:先在用户模式下内旋,如果超过一定的值,会切换到内核锁。

​ 在内旋的情况下,我们会看到大量的Sleep(0),Sleep(1),Yield等语法