Jaki jest koszt zmiennego słowa kluczowego w systemie wieloprocesorowym?

Question

Mamy problemy z wydajnością, a jednym z potencjalnych winowajców jest scentralizowane wykorzystanie lotnego singletonu. specyficzny kod ma postać

class foo { 
    static volatile instance; 
    static object l = new object(); 

    public static foo Instance { 
    if (instance == null) 
     lock(l) { 
     if (instance == null) 
      instance = new foo(); 
     } 

    return foo(); 
    } 
} 

ten działa na polu 8-way, i widzimy kontekst przełączania w wysokości 500000 na sekundę. typowe zasoby systemowe są w porządku - 25% wykorzystania procesora, 25% wykorzystania pamięci, niskiego IO, braku stronicowania, itp.

czy używanie niestabilnego pola indukuje barierę pamięci lub jakiegokolwiek rodzaju ponowne ładowanie cpu? czy po prostu za każdym razem chodzi o pamięć główną tylko dla tego pola?

Answer 1

lock indukuje barierę pamięci, więc jeśli zawsze uzyskujesz dostęp do instancji w zamku, nie potrzebujesz zmiennej.

Według this site:

C# lotne narzędzia słów kluczowych nabywać i zwolnij semantykę, co implikuje bariera pamięci czytać dalej czytać i pisać na barierę pamięci zapisu.

Answer 2

Niestety, Singleton bierze złą reputację na prawie wszystko :)

To nie jest moja dziedzina wiedzy, ale o ile wiem, nie ma nic szczególnego lotnych innych niż kompilator/run -time NIE zmienia kolejność odczytu/zapisu (do zmiennej) dla celów optymalizacji.

Edycja: Stoję poprawiony. Nie tylko niestabilne wprowadzają bariery pamięci, ale to, co się dzieje (i przypadkowo, wydajność) zależy w dużej mierze od konkretnego procesora. Zobacz http://dotnetframeworkplanet.blogspot.com/2008/11/volatile-field-and-memory-barrier-look.html

Dlatego nadal potrzebujesz blokady.

pytania, które mogą/nie mogą być już odpowiedział:

1. Jaki jest Twój Singleton instancji właściwie robi? Może kod instancji musi być refaktoryzowany ...
2. Jaka jest liczba wątków uruchomionego procesu? 8-kierunkowe pudełko nie pomoże, jeśli masz wyjątkowo wysoką liczbę wątków.
3. Jeśli jest wyższy niż oczekiwano, dlaczego?
4. Co jeszcze działa w systemie?
5. Czy problem z wydajnością jest spójny?

Answer 3

W tym przykładzie zmienność nie powinna być przedmiotem żadnego "spowolnienia". Blokada() może jednak wiązać się z ogromnymi obiegami do jądra, szczególnie jeśli istnieje wiele niezgody na blokadę.

Naprawdę nie ma potrzeby, aby zablokować singleton w tym przypadku można po prostu zrobić

class Foo { 
    static Foo instance = new Foo(); 
    public static Foo FooInstance() { 
    return instance ; 
    } 
} 

Oczywiście, jeśli „instancja” jest używany w wielu różnych wątków, wy mieliście jeszcze do lock() wszystko co zmienia Foo, chyba że wszystkie metody/właściwości Foo są tylko do odczytu. np.

class Foo { 
     static Foo instance = new Foo(); 
     object l = new object(); 
     int doesntChange = 42; 
     int canChange = 123; 
     public static Foo FooInstance() { 
     return instance ; 
     } 
     public void Update(int newVal) { 
     lock(l) { // you'll get a lot of trouble without this lock if several threads accesses the same FOO. Atleast if they later on read that variable 
      canChange = newVal; 
     } 

     public int GetFixedVal() { 
     return doesntChange; //no need for a lock. the doesntChange is effectivly read only 
     } 
    } 

Answer 4

Nie ma potrzeby używania niestabilnego dla singletonu, ponieważ ustawiasz go dokładnie raz - i blokowanie kodu ustawia. Aby uzyskać więcej informacji, patrz Jon Skeet's article on singletons.

Answer 5

Jedną z rzeczy, których nie da się zmienić, jest zmiana kontekstu. Jeśli widzisz 500 000 przełączeń kontekstu na sekundę, oznacza to, że twoje wątki blokują coś i są niestabilne.

Answer 6

Krótka odpowiedź brzmi: Tak, tworzy barierę pamięci (wypiera wszystko i przechodzi do głównej pamięci, a nie tylko tej pojedynczej zmiennej), ale nie, nie będzie przyczyną przełączania kontekstu.

Ponadto, jak już wspomnieli inni, nie uważam, że lotny jest tutaj konieczny.