接上回:linux编程的108种奇淫巧计-7(Lock-free实验)
本节增加test_and_set的原语和一个spinlock比较完整的实现(参照nginx spin lock),主要的变化在于插入了__asm__ ("pause")指令,且插入次数是尝试锁的次数的2次幂,有助于在减少重试次数,通过这一变化可以对比看出CPU100%占用的问题得到了缓解。test_and_set指令在未来的博客中还会继续提到,cas,tas,fetch_and_add是这一系列中需要使用的仅有的3条原子操作。
test_and_set的语义为传入一个地址将其无条件置1,并返回该地址值的原来值,如果原来是1,返回1,如果原来是非1,返回非1,这提供了一个关门的好处,如果变量是非1,在进入临界区以后,该变量自动关门,后面的尝试全部失败因为是while(tas(V)==1)的操作,在使用完临界区以后,将该值请零(reset),必然有一个会在spin的过程中拿到,但是这种调度是有偶然性的,因此可能会出现饥饿,而且并发数越多的情况下,越容易出现饥饿,spin的次数不易过大,本文指定为4096,该值可以根据实际环境调整,参见nginx源码。
以下是实验代码:
/*************************************************************************
//编译方法
//g++ test.cpp -o test_cas_imp -D CAS_IMP -lpthread
//g++ test.cpp -o test_cas_imp_all -D CAS_IMP_ALL -lpthread
//g++ test.cpp -o test_tas_imp -D TAS_IMP -lpthread
//g++ test.cpp -o test_tas_imp_all -D CAS_IMP_ALL -lpthread
/**************************************************************************
# i
nclude <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <syscall.h>
#if defined(__x86_64__)
#define ATOMICOPS_WORD_SUFFIX "q"
#else
#define ATOMICOPS_WORD_SUFFIX "l"
#endif
static inline bool compare_and_swap(volatile size_t *p, size_t val_old, size_t val_new)
{
char ret;
__asm__ __volatile__("lock; cmpxchg" ATOMICOPS_WORD_SUFFIX " %3, %0; setz %1"
: "=m"(*p), "=q"(ret)
: "m"(*p), "r" (val_new), "a"(val_old)
: "memory");
return (bool)ret;
}
static inline size_t fetch_and_add(volatile size_t *p, size_t add)
{
unsigned int ret;
__asm__ __volatile__("lock; xaddl %0, %1"
:"=r" (ret), "=m" (*p)
: "0" (add), "m" (*p)
: "memory");
return ret;
};
static inline int test_and_set(volatile int *s) /* tested */
{ int r;
__asm__ __volatile__(
"xchgl %0, %1 \n\t"
: "=r"(r), "=m"(*s)
: "0"(1), "m"(*s)
: "memory");
return r;
}
static inline int reset(volatile int *s)
{
*s = 0;
}
volatile size_t g_uCount;
pthread_mutex_t g_tLck=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
const size_t cnt_num = 10000000;
volatile int tas_lock = 0;
void* sum_with_cas_imp(void*)
{
for(int i=0;i< cnt_num;++i) {
for(;;) {
size_t u = g_uCount;
if(compare_and_swap(&g_uCount,u,u+1)){
break;
}
}
}
}
void* sum_with_tas_imp(void*)
{
for(int i=0;i< cnt_num;++i) {
while((test_and_set(&tas_lock))==1){}
++g_uCount;
reset(&tas_lock);
}
}
void* sum_with_cas_imp_all(void*)
{
for(int i=0;i < cnt_num;) {
for(;;)
{
size_t u = g_uCount;
if(compare_and_swap(&g_uCount,u,u+1)){
goto L1;
}
for(size_t n=1;n<4096;n<<=1){
for(size_t i=0;i<n;i++){
__asm__ ("pause") ;
}
u = g_uCount;
if(compare_and_swap(&g_uCount,u,u+1)){
goto L1;
}
}
syscall(SYS_sched_yield);
}
L1: ++i;
}
}
// reference:http://nginx.sourcearchive.com/documentation/0.7.59-1/ngx__spinlock_8c-source.html
void* sum_with_tas_imp_all(void*)
{
for(int i=0;i < cnt_num;++i) {
for(size_t n = 1;(test_and_set(&tas_lock))==1;n<<=1){
if(n<4096){
for(size_t i=0;i<n;i++){
__asm__ ("pause") ;
}
}
else{
syscall(SYS_sched_yield);
n = 1;
}
}
++g_uCount;
reset(&tas_lock);
}
}
void* sum(void*)
{
#ifdef CAS_IMP
sum_with_cas_imp(NULL);
#endif
#ifdef TAS_IMP
sum_with_tas_imp(NULL);
#endif
#ifdef CAS_IMP_ALL
sum_with_cas_imp_all(NULL);
#endif
#ifdef TAS_IMP_ALL
sum_with_tas_imp_all(NULL);
#endif
};
int main()
{
pthread_t* thread = (pthread_t*) malloc(10*sizeof( pthread_t));
for(int i=0;i<10;++i)
{
pthread_create(&thread[i],NULL,sum,NULL);
}
for(int i=0;i<10;++i)
{
pthread_join(thread[i],NULL);
}
printf("g_uCount:%d\n",g_uCount);
free( thread );
}
我搜了一下也有一些不错的文章供大家参考
(1)http://student.csdn.net/space.php?uid=45153&do=thread&id=7403
(2)http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-rwlock_writing/
分享到:
相关推荐
小学数学数学故事小女儿巧计救父
800个有趣句子帮你记忆7000个单词(完整修正版).doc )
个省级行政区的名称和位置巧计PPT教案.pptx
艾宾浩斯记忆曲线背单词2010 免分下载了。 大家帮帮忙,从下面的地址进入论坛,也帮我挣点学习币。 http://bbs.ebenglish.org/?fromuid=2558
试听巧计10000单词,杨金明 往年的参考资料,仅共参考
2020考研数学阅卷人概念·公式·定理速查巧计手册。2020考研数学阅卷人概念·公式·定理速查巧计手册。2020考研数学阅卷人概念·公式·定理速查巧计手册。
初中语文文摘历史苏军巧计“忽悠”希特勒
个省级行政区的名称和位置巧计.pptx
项目管理44个过程输入输出工具技术忆巧计法--项管考试通关秘笈---中高级需要学习
个省级行政区的名称和位置巧计学习教案.pptx
15.三数之和----双指针(三指针) 17.电话号码的字母组合----回溯 19.删除链表的倒数第N个节点----双指针 20.有效的括号----栈 21.合并两个有序链表----递归 22.括号生成----回溯 23.(hard)合并K个排序链表----...
句子难度较大,但顺下来很便于记忆,能有所提高。
自己复习托福 才知道但背单词有多艰难 无论是词根式还是其他方法 这是我见到的最好的方法了 共享给大家
考研英语词汇巧计。20天内记住考研词汇,拥有去的故事记住考研英语单词
软考是作为一个项目经理重要的考试,他为项目经理在实际工作提供有效的指导思想。本资料主要针对软件的44个过程输入输出工具借助图形做了归纳总结,方便大家复习使用。
山东省泰安市岱岳区徂徕镇第一中学2015年中考化学巧计元素符号复习素材
不规则动词巧计 巧计可记得更牢固,好好看看怎样记的,背背吧
仅仅是数学概念公式定理的参考手册,仅供参考。这个就不能免费下载吗?
态巧计巧多円标贝叶斯理论框架下可1^^描述成一个集巧估计问题。但基于随机巧限集 的多円标贝叶斯滤波并不能由传统的单口标贝叶斯滤波巧接推广获得。这是由于单口 标贝叶斯滤波所估计的变量是单目标的...