Windows 为什么slim读写器独占锁的性能优于共享锁？

我已经通过C/C++测试了Windows7下slim读写器锁的性能

结果让我惊讶的是，独占锁定性能比共享锁定性能好。下面是代码和结果

unsigned int __stdcall slim_reader_writer_exclusive(void *arg)
{
    //SRWLOCK srwLock;
    //InitializeSRWLock(&srwLock);

    for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {
        AcquireSRWLockExclusive(&srwLock);
        g_value = 0;
        ReleaseSRWLockExclusive(&srwLock);
    }
    _endthreadex(0);
    return 0;
}

unsigned int __stdcall slim_reader_writer_shared(void *arg)
{

    int b;
    for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {
        AcquireSRWLockShared(&srwLock);
        //b = g_value;
        g_value = 0;
        ReleaseSRWLockShared(&srwLock);
    }
    _endthreadex(0);
    return 0;
}

unsigned int\uu stdcall slim\u reader\u writer\u exclusive（void*arg）
{
//SRWLOCK-SRWLOCK；
//初始化srwLock（&srwLock）；
对于（int i=0；i<1000000；++i）{
AcquireSRWLockExclusive（&srwLock）；
g_值=0；
ReleaseSRWLockExclusive（&srwLock）；
}
_endthreadex（0）；
返回0；
}
未签名整数\uu stdcall slim\u读写器\u共享（void*arg）
{
int b；
对于（int i=0；i<1000000；++i）{
获取SRWLockShared（&srwLock）；
//b=g_值；
g_值=0；
释放srwlockshared（&srwLock）；
}
_endthreadex（0）；
返回0；
}

g_值

是一个全局int可变变量

你能解释一下为什么会发生这种情况吗

猜测：

---

独占锁是更简单的情况。共享锁支持并行性，但需要处理饥饿的可能性，因此会产生额外的开销。

对于小型通用锁（如SRWLock，大小只有一个指针），这是一个非常常见的结果

密钥提取：如果您有一个非常小的受保护代码段，因此锁本身的开销可能占主导地位，那么使用独占锁比使用共享锁更好

此外，陈雷蒙关于g_值争论的论点也是正确的。如果在这两种情况下都读取而不是写入g_值，您可能会注意到共享锁的好处

详细信息：

SRW锁是使用一个指针大小的原子变量实现的，该变量可以根据低位的值呈现多种不同的状态。关于这些位的使用方式的描述超出了本评论的范围——状态转换的数量相当高——因此，我将仅提及您在测试中可能遇到的几个状态

初始锁定状态：（0，控制位：0）--SRW锁定从所有位设置为0开始

共享状态：（ShareCount:n，ControlBits:1）--当没有冲突的独占获取且锁被共享时，共享计数直接存储在lock变量中

独占状态：（ShareCount:0，ControlBits:1）--当没有冲突的共享获取或独占获取时，锁的位设置为低位，没有其他设置

示例争用状态：（WaitPtr:ptr，ControlBits:3）--当发生冲突时，等待锁的线程使用在等待线程堆栈上分配的数据形成队列。lock变量存储指向队列尾部的指针，而不是共享计数

在这个方案中，当您不知道初始状态是对锁字的单次写入时，尝试获取独占锁，以设置低位并检索旧值（这可以在x86上通过lock BTS指令完成）。如果成功（在1线程的情况下总是这样），则可以继续进入锁定区域，无需进一步操作

尝试获取共享锁是一个更复杂的操作：首先需要读取lock变量的初始值以确定旧的共享计数，增加读取的共享计数，然后使用lock CMPXCHG指令有条件地写回更新后的值。这是一个明显较长的串行相关指令链，因此速度较慢。此外，CMPXCGH在许多处理器上比LOCK BTS等无条件原子指令慢一点

理论上，通过假设锁在开始时处于初始状态并首先执行锁CMPXCHG，可以加速锁的第一次共享获取。这将加快锁的初始共享获取（所有这些都在单线程情况下），但它将大大降低锁已被共享且发生第二次共享获取的情况

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释放锁时会发生一组类似的不同操作，因此管理共享状态的额外成本也由ReleaseSrockShared端支付。

一位致力于优化Windows中锁的Windows内核开发人员告诉我，性能是一条经验法则：

在大多数情况下使用关键部分以获得最佳性能

如果读写比至少为4:1，请考虑SRW锁

只有在代码绝对不允许饥饿时才使用互斥锁

显然，锁还有其他方面需要考虑：

您必须清理CS，而不必清理SRW锁

CS锁可以递归获取，而SRW锁不能

互斥锁可以同步UM和KM，如果您在KM中，CS和SRW锁实际上不是一个选项

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所以是的，除非读>>>>写，否则最好使用CS。

你测试了多少个线程实例？@djna:结果显示，我已经测试了1,2,4个线程。在一个线程的情况下，

42ms

和

50ms

之间的差异对我来说似乎是一个合理的抖动-增加样本数量以获得更精确的结果詹德沃夏克：对不起，我找不到你。您的意思是互斥锁1的结果是错误的吗？共享锁在

g_值上有争用。独占锁不存在。由于锁不公平，独占版本允许一个线程运行多次迭代（始终保留
g_值的所有权）。共享版本强制
g_值
的所有权在核心之间不断反弹。