SpinWait
System.Threading.SpinWait é um tipo de sincronização leve que você pode usar em cenários de baixo nível para evitar as dispendiosas opções de contexto e transições do kernel que são necessárias para eventos do kernel. Em computadores multicore, quando não se espera que um recurso seja mantido por longos períodos de tempo, pode ser mais eficiente para um thread de espera girar no modo de usuário por algumas dezenas ou algumas centenas de ciclos e, em seguida, tentar novamente adquirir o recurso. Se o recurso estiver disponível após a rotação, então você salvou vários milhares de ciclos. Se o recurso ainda não estiver disponível, então você passou apenas alguns ciclos e ainda pode entrar em uma espera baseada em kernel. Esta combinação de rotação e espera é por vezes referida como uma operação de espera em duas fases.
SpinWait foi projetado para ser usado em conjunto com os tipos .NET que encapsulam eventos do kernel, como ManualResetEvent. SpinWait também pode ser usado por si só para a funcionalidade básica de rotação em apenas um programa.
SpinWait é mais do que apenas um loop vazio. Ele é cuidadosamente implementado para fornecer o comportamento de rotação correto para o caso geral, e ele próprio iniciará comutadores de contexto se girar o suficiente (aproximadamente o período de tempo necessário para uma transição do kernel). Por exemplo, em computadores single-core, SpinWait produz a fatia de tempo do thread imediatamente porque a rotação bloqueia o progresso em todos os threads. SpinWait também rende mesmo em máquinas multi-core para evitar que o thread de espera bloqueie threads de prioridade mais alta ou o coletor de lixo. Portanto, se você estiver usando uma SpinWait operação de espera em duas fases, recomendamos que você invoque a espera do kernel antes que o SpinWait próprio inicie uma opção de contexto. SpinWait fornece a NextSpinWillYield propriedade, que você pode verificar antes de cada chamada para SpinOnce. Quando a propriedade retornar true, inicie sua própria operação de espera. Para obter um exemplo, consulte Como usar o SpinWait para implementar uma operação de espera em duas fases.
Se você não estiver executando uma operação de espera em duas fases, mas estiver apenas girando até que alguma condição seja verdadeira, você pode habilitar SpinWait para executar suas opções de contexto para que ele seja um bom cidadão no ambiente do sistema operacional Windows. O exemplo básico a seguir mostra um SpinWait em uma pilha sem bloqueio. Se você precisar de uma pilha de alto desempenho e segura para threads, considere o uso do System.Collections.Concurrent.ConcurrentStack<T>.
public class LockFreeStack<T>
{
private volatile Node m_head;
private class Node { public Node Next; public T Value; }
public void Push(T item)
{
var spin = new SpinWait();
Node node = new Node { Value = item }, head;
while (true)
{
head = m_head;
node.Next = head;
if (Interlocked.CompareExchange(ref m_head, node, head) == head) break;
spin.SpinOnce();
}
}
public bool TryPop(out T result)
{
result = default(T);
var spin = new SpinWait();
Node head;
while (true)
{
head = m_head;
if (head == null) return false;
if (Interlocked.CompareExchange(ref m_head, head.Next, head) == head)
{
result = head.Value;
return true;
}
spin.SpinOnce();
}
}
}
Imports System.Threading
Module SpinWaitDemo
Public Class LockFreeStack(Of T)
Private m_head As Node
Private Class Node
Public [Next] As Node
Public Value As T
End Class
Public Sub Push(ByVal item As T)
Dim spin As New SpinWait()
Dim head As Node, node As New Node With {.Value = item}
While True
Thread.MemoryBarrier()
head = m_head
node.Next = head
If Interlocked.CompareExchange(m_head, node, head) Is head Then Exit While
spin.SpinOnce()
End While
End Sub
Public Function TryPop(ByRef result As T) As Boolean
result = CType(Nothing, T)
Dim spin As New SpinWait()
Dim head As Node
While True
Thread.MemoryBarrier()
head = m_head
If head Is Nothing Then Return False
If Interlocked.CompareExchange(m_head, head.Next, head) Is head Then
result = head.Value
Return True
End If
spin.SpinOnce()
End While
End Function
End Class
End Module
