线程同步：多线程自旋锁

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/*
 短时间锁定的情况下，自旋锁（spinlock）更快。（因为自旋锁本质上不会让线程休眠，而是一直循环尝试对资源访问，直到可用。所以自旋锁线程被阻塞时，不进行线程上下文切换，而是空转等待。对于多核CPU而言，减少了切换线程上下文的开销，从而提高了性能。）
 */

class Program
{
    int i = 0;
    List li = new List();
    SpinLock sl = new SpinLock(); //new SpinLock(false) 这个构造函数主要用来检查死锁用，true是开启。
    int signal = 0;
    static void Main(string[] args)
    {

        Program p = new Program();
        p.foo1();

        Console.ReadKey();


    }

    //SpinLock是net4.0后Net提供的自旋锁类库，内部做了优化。


    //从源代码中发现SpinLock并不是简单的实现那样一直自旋，其内部做了很多优化。  

    //1：内部使用了Interlocked.CompareExchange保持原子操作， m_owner 0可用，1不可用。

    //2：第一次获得锁失败后，继续调用ContinueTryEnter，ContinueTryEnter有三种获得锁的情况。 

    //3：ContinueTryEnter函数第一种获得锁的方式，使用了while+SpinWait。

    //4：第一种方式达到最大等待者数量后，命中走第二种。 继续自旋 turn * 100次。100这个值是处理器核数(4, 8 ,16)下最好的。

    //5：第二种如果还不能获得锁，走第三种。这种就带有混合构造的意思了，如下：


    //简单看下实例：
    public void foo1()
    {
        Parallel.For(0, 100, r =>
        {
            bool gotLock = false;     //释放锁成功
            try
            {
                //使用系统的自旋锁。
                sl.Enter(ref gotLock);    //进入锁 (加锁，此时gotLock的值为true)

                //Thread.Sleep(100);
                if (i == 0)
                {
                    i = 1;
                    li.Add(r);
                    i = 0;
                }
            }
            finally
            {
                if (gotLock) sl.Exit();  //释放锁
            }

        });

        li.ForEach((rr) => Console.WriteLine(rr));
    }


    //下面就是自旋锁：Interlocked.Exchange+while

    //1：定义signal  0可用，1不可用。
    //2：Parallel模拟并发竞争，原子更改signal状态。 后续线程自旋访问signal，是否可用。
    //3：A线程使用完后，更改signal为0。 剩余线程竞争访问资源，B线程胜利后，更改signal为1，失败线程继续自旋，直到可用。
    public void foo5()
    {
        Parallel.For(0, 100, r =>
        {
            //通过Interlocked实现自旋锁。
            while (Interlocked.Exchange(ref signal, 1) != 0)//加自旋锁
            {

            }

            li.Add(r);
            Interlocked.Exchange(ref signal, 0);  //释放锁

        });

    }

}