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对于特定应用，某些实现是否比其他实现更好？推出自己的产品有什么好处吗？

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查看 Wikipedia 上对Test-and-set机器指令的描述，它暗示了原子操作是如何在机器级别实现的。我可以想象大多数语言级别的互斥锁实现依赖于机器级别的支持，例如测试和设置。

于 2009-09-28T08:12:55.770 回答
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基于 Adamski 的test-and-set建议，您还应该了解“快速用户空间互斥锁”或futexes的概念。

互斥锁具有理想的特性，即在锁定或解锁非竞争互斥锁的常见情况下，它们不需要内核系统调用。在这些情况下，用户模式代码成功地使用原子比较和交换 (CAS)操作来锁定或解锁互斥体。

如果 CAS 失败，互斥体将被争用，并且内核系统调用（sys_futex在 Linux 下）必须用于等待互斥体（在锁定情况下）或唤醒其他线程（在解锁情况下）。

如果您认真考虑自己实现此功能，请确保您还阅读了 Ulrich Drepper 的论文。

于 2009-10-14T17:05:58.153 回答
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互斥体最好在操作系统内核中运行，同时尽可能缩短它周围的代码量，这样可以避免在任务切换到另一个进程时被中断。因此，确切的实现有点秘密。不过它并不复杂。它基本上是一个具有布尔字段的对象，它可以获取和设置该字段。

  • 使用计数器时，它可以成为信号量。
  • 互斥锁是临界区的起点，它在内部使用互斥锁来查看它是否可以进入一段代码。如果互斥锁是空闲的，它会设置互斥锁并执行代码，只有在完成后才释放互斥锁。当临界区注意到互斥锁被锁定时，它可以等待互斥锁被释放。

围绕基本互斥逻辑，有包装器将其包装在一个对象中。然后更多的包装器对象使其在内核之外可用。然后是另一个包装器，使其在 .NET 中可用。然后几个程序员将​​围绕这一切编写自己的包装代码，以满足他们自己的逻辑需求。包装器周围的包装器确实使它们成为一个模糊的领域。

现在，有了关于互斥体内部的这些基本知识，我只希望您将使用一种依赖于内核和底层硬件的实现。这些将是最可靠的。（如果硬件支持这些。）如果您使用的互斥锁在此内核/硬件级别上不起作用，那么它仍然是可靠的，但我建议不要使用它，除非别无选择。

据我所知，Windows、Linux 和 .NET 都将在内核/硬件级别使用互斥锁。

我链接到的 Wikipedia 页面解释了有关内部逻辑和可能实现的更多信息。优选地，互斥体由硬件控制，从而使互斥体的整个获取/设置成为不可分割的步骤。（只是为了确保系统不会在两者之间切换任务。）

于 2009-09-28T08:52:42.867 回答
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Interlocked.CompareExchange足以实现自旋锁。不过，要做好是相当困难的。请参阅Joe Duffy 的博客，了解其中涉及的微妙之处。

于 2009-09-28T08:33:48.513 回答
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一些组装来演示原子锁定：

; BL is the mutex id
; shared_val, a memory address

CMP [shared_val],BL ; Perhaps it is locked to us anyway
JZ .OutLoop2
.Loop1:
CMP [shared_val],0xFF ; Free
JZ .OutLoop1 ; Yes
pause ; equal to rep nop.
JMP .Loop1 ; Else, retry

.OutLoop1:

; Lock is free, grab it
MOV AL,0xFF
LOCK CMPXCHG [shared_val],BL
JNZ .Loop1 ; Write failed

.OutLoop2: ; Lock Acquired
于 2019-01-02T09:06:25.253 回答
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我使用 Reflector.NET 来反编译System.Threading.ReaderWriterLockSlim.NET 框架的最新版本中添加的源代码。

它主要使用Interlocked.CompareExchange,Thread.SpinWait和Thread.Sleep来实现同步。EventWaitHandle在某些情况下使用了一些（内核对象）实例。

还增加了一些复杂性来支持单个线程上的重入。

如果您对此领域感兴趣并在 .NET 中工作（或者至少可以阅读它），那么您可能会发现查看该课程非常有趣。

于 2009-09-29T07:38:32.490 回答