c - 使用许多互斥锁

Question

我有一个大树结构，多个线程同时在其上工作。理想情况下，我想为每个单元格设置一个单独的互斥锁。

我查看了pthread_mutex_tin的定义，bits/pthreadtypes.h它相当短，所以在我的情况下内存使用应该不是问题。

pthread_mutex_t但是，当只为 8 个线程使用许多（比如说几千个）不同的 s 时，是否有任何性能损失？

Answer 1

如果您非常频繁地锁定和解锁，可能会受到惩罚，因为获取和释放锁确实需要一些时间，并且如果锁被争用，可能需要相当长的时间。

在这样的结构中使用许多锁时，您必须非常具体地了解每个锁实际锁定的内容，并确保小心 AB-BA 死锁。例如，如果您在锁定操作期间更改树的结构，则需要以一致的顺序锁定所有将更改的节点，并确保处理后代的线程不会混淆。

如果您有大量的锁，分布在内存中，缓存问题可能会导致性能问题，具体取决于架构，因为锁定操作通常会使至少部分缓存无效。

您最好的选择可能是实现一个简单的锁定结构，然后对其进行分析，然后在必要时对其进行改进以提高性能。我不确定你对这棵树做了什么，但如果你希望阅读的内容比更新的多得多，那么一个好的起点可能是整个树的单个读写器锁。

“我们应该忘记小的效率，比如大约 97% 的时间：过早的优化是万恶之源。” ——唐纳德·克努斯

Answer 2

需要说明您的锁定/访问模式才能正确评估这一点。如果每个线程一次只持有一个或几个锁，并且任何两个或多个线程同时想要同一个锁的概率很低（随机访问模式或圆形轨道上不同位置的 8 个跑步者以大致相同的速度或其他更复杂的事情运行），那么您将主要避免最坏的情况，即线程必须睡眠才能获得锁（或者在某些情况下必须让操作系统参与来决定谁获胜），因为你有线程少，锁多。

如果每个线程在任何时候都可能需要数百或数千个锁，那么事情就会开始改变。

I won't touch deadlock avoidance because I don't know anything about the container that you are using, but you need to be aware of the need to avoid them.