Какова стоимость ключевого слова volatile в многопроцессорной системе?

Question

Мы сталкиваемся с проблемами производительности, и одним из потенциальных виновников является централизованное использование волатильного синглтона. конкретный код имеет вида

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(); 
    } 
} 

это работает на 8-полосное поле, и мы видим контекст переключение на сумму 500000 в секунду. типичные системные ресурсы в порядке: 25% -ный процессор, 25% -ный доступ к памяти, низкий уровень ввода-вывода, отсутствие поискового вызова и т. д.

с использованием энергозависимого поля индуцирует барьер памяти или перезагрузку любого типа процессора? или он просто идет после основной памяти каждый раз, только для этого поля?

Answer 1

lock действительно вызывает барьер памяти, поэтому, если вы всегда получаете доступ к экземпляру в блокировке, вам не нужна изменчивость.

В соответствии с this site:

C# летучих орудия ключевого слова приобретать и освободить семантику, что предполагает барьер памяти для чтения на чтения и запись барьер памяти на записи.

Answer 2

К сожалению, синглтон принимает плохой рэп для почти всех :)

Это не моя область знаний, но, насколько я знаю, что нет ничего особенного летучих кроме компилятора/запуска -time НЕ переупорядочивать чтение/запись (в переменную) для целей оптимизации.

Редактировать: Я стою исправлено. Мало того, что волатильность создает барьеры памяти, но то, что происходит (и, кстати, производительность), во многом зависит от конкретного процессора. См. http://dotnetframeworkplanet.blogspot.com/2008/11/volatile-field-and-memory-barrier-look.html

Вот почему вам по-прежнему нужен замок.

Вопросы, которые могут/не может быть дан ответ уже:

1. Что вы одноточечно экземпляр на самом деле делать? Возможно, код экземпляра необходимо реорганизовать ...
2. Какое количество потоков работает? 8-way box не поможет вам, если у вас есть аномально высокий поток.
3. Если это выше, чем ожидалось, почему?
4. Что еще работает в системе?
5. Является ли проблема с производительностью последовательной?

Answer 3

В вашем примере здесь волатильность не должна быть предметом какого-либо «замедления». Блокировка(), однако, может включать в себя огромное количество обращений к ядру, особенно если для блокировки есть много споров.

Существует действительно нет необходимости заблокировать одноплодный в этом случае, вы можете просто сделать

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

Ofcourse, если «экземпляр» используется в большом количестве разных потоков, то все равно придется lock() все, что изменяет этот Foo, если только все методы/свойства Foo не используются только для чтения. , например.

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

Там действительно нет необходимости в использовании энергозависимого для одноточечного, так как вы устанавливаете его ровно один раз - и запирание код наборов его. См. Jon Skeet's article on singletons для получения дополнительной информации.

Answer 5

Одна вещь, которую нестабильность не будет, это вызвать контекстный переключатель. Если вы видите 500 000 переключателей контекста в секунду, это означает, что ваши потоки блокируют что-то, а волатильность - это не виновник.

Answer 6

Короткий ответ: Да, он создает барьер памяти (сбрасывает все и переходит в основную память, а не только одну переменную), но нет, это не будет причиной переключения контекста.

Кроме того, как уже упоминалось, я не считаю, что здесь требуется нестабильность.