c++ - 在一个代码块中多次互斥锁定一个变量，还是只锁定整个代码块，效率更高？

Question

如果我们有如下代码示例:

if (letsDoThis) //bool
{
    sharedVar++; // This is shared across other threads.
          :
    sharedVar++;
          :
    sharedVar++;
          :
    sharedVar++;
          :
    sharedVar++;
}

其中每个 : 大约是 10 行代码(没有缓慢的函数调用或任何东西)。编写代码以便在整个“if” block (好吧，if block 的内容)周围锁定一个互斥体，或者锁定和解锁每个单独的 sharedVar 用法会更快吗？

如果这是一个“视情况而定”类型的问题，那么哪种方法(也许作为经验法则)更好？

最后，您如何确定两者中哪一个在您的系统上运行得更快？ - 跟踪工具真的会以有意义的方式向您显示有用的数据吗？

Answer 1

这取决于(在所有其他影响性能的因素中)

• 您有多少线程和核心(两者的最小值相关)
• 线程在该部分代码(以及锁定互斥体的其他部分)花费了多少时间

从单个线程的角度来看，多个锁定和解锁意味着额外的工作，并且 - 特别是在拥塞的情况下 - 相当昂贵/耗时，并且它可能会导致内核之间更多的缓存乒乓。所以会降低单线程的性能。但是，如果多次锁定和解锁减少了线程在每次迭代中持有互斥锁的总时间，那么这意味着您的程序中可以有更多的并行性，并且整体性能会随着线程和 CPU 内核的数量而更好地扩展。

这两种影响都可以忽略不计，两种影响都可能很重要，如果代码不在您程序的热路径中，那么一开始它可能并不重要。我认为，您唯一可以做的就是运行两种变体并测量整体吞吐量，以确定在您的情况下什么更好。如果您看不出有什么区别，为了简单起见，我可能会使用单锁和解锁(即使用 std::lock_guard)。

然而，您应该问的一般问题是，如果您真的需要在线程之间进行如此多的同步，并且您是否必须多次同步:如果其他线程看不到共享状态的中间值(这如果它们不互相等待，你无论如何都无法保证)，那你为什么不将共享状态上的所有操作组合起来，并在 block 的末尾使其成为一个单一的操作？

当然，如果您的共享状态确实只是一个整数，那么您应该只使用原子并完全摆脱互斥量。