multithreading - 为什么每次与互斥锁同步时都会发生线程上下文切换？

Question

我有多个线程在紧密循环中更新单个数组。（双核处理器上的 10 个线程 @ 每秒大约 100000 次更新）。每次在互斥锁（WaitForSingleObject / ReleaseMutex）的保护下更新数组。我注意到没有线程对数组进行两次连续更新，这意味着必须有某种与同步相关的产量。这意味着每秒发生大约 100000 次上下文切换，这似乎是次优的。为什么会这样？

Answer 1

这里的问题是所有等待线程的顺序。

在 WaitForSingleObject 中阻塞的每个线程都会进入一个队列，然后被调度程序挂起，这样它就不会再占用执行时间了。释放互斥锁后，调度程序会恢复其中一个等待线程。未指定从队列中唤醒线程的确切顺序，但在许多情况下，这将是简单的先进先出。

现在发生的情况是，如果同一个线程释放互斥体，然后在同一个互斥体上执行另一个 WaitForSingleObject，他将被重新插入队列中，并且他不太可能被插入到队列的前面，如果已经有其他线程在等待。这是有道理的，因为允许他跳到队列的前面可能会导致其他线程饿死。所以调度程序可能只是暂停他并唤醒位于队列前面的线程。

Answer 2

我想这是因为多处理器。

当第一个线程（在第一个处理器上运行）释放互斥锁时，第二个线程（在第二个处理器上）得到它，然后当第一个线程尝试获取互斥锁时，它不能。当第二个线程最终释放互斥锁时，它被第三个线程（在第一个处理器上）占用。