방법: 낮은 수준의 동기화에 SpinLock 사용
다음 예제에서는 SpinLock을 사용하는 방법을 보여 줍니다.
예제
이 예제에서 임계 섹션은 최소량의 작업을 수행하므로 SpinLock의 후보가 되기에 적합합니다. 작업량을 조금 늘리면 표준 잠금에 비해 SpinLock의 성능이 향상됩니다. 그러나 일정 수준을 넘어서면 SpinLock의 효율성이 표준 잠금보다 더 떨어지기 시작합니다. Visual Studio Team Developer Edition 프로파일링 도구에 새로 도입된 동시성 프로파일링 기능을 사용하면 프로그램의 성능을 향상시키는 데 어떤 유형의 잠금이 더 적합한지 판단할 수 있습니다. 자세한 내용은 동시성 시각화 도우미를 참조하십시오.
Imports System
Imports System.Threading
Imports System.Threading.Tasks
Class SpinLockDemo2
Const N As Integer = 100000
Shared _queue = New Queue(Of Data)()
Shared _lock = New Object()
Shared _spinlock = New SpinLock()
Class Data
Public Name As String
Public Number As Double
End Class
Shared Sub Main()
' First use a standard lock for comparison purposes.
UseLock()
_queue.Clear()
UseSpinLock()
Console.WriteLine("Press a key")
Console.ReadKey()
End Sub
Private Shared Sub UpdateWithSpinLock(ByVal d As Data, ByVal i As Integer)
Dim lockTaken As Boolean = False
Try
_spinlock.Enter(lockTaken)
_queue.Enqueue(d)
Finally
If lockTaken Then
_spinlock.Exit(False)
End If
End Try
End Sub
Private Shared Sub UseSpinLock()
Dim sw = Stopwatch.StartNew()
Parallel.Invoke(
Sub()
For i As Integer = 0 To N - 1
UpdateWithSpinLock(New Data() With {.Name = i.ToString(), .Number = i}, i)
Next
End Sub,
Sub()
For i As Integer = 0 To N - 1
UpdateWithSpinLock(New Data() With {.Name = i.ToString(), .Number = i}, i)
Next
End Sub
)
sw.Stop()
Console.WriteLine("elapsed ms with spinlock: {0}", sw.ElapsedMilliseconds)
End Sub
Shared Sub UpdateWithLock(ByVal d As Data, ByVal i As Integer)
SyncLock (_lock)
_queue.Enqueue(d)
End SyncLock
End Sub
Private Shared Sub UseLock()
Dim sw = Stopwatch.StartNew()
Parallel.Invoke(
Sub()
For i As Integer = 0 To N - 1
UpdateWithLock(New Data() With {.Name = i.ToString(), .Number = i}, i)
Next
End Sub,
Sub()
For i As Integer = 0 To N - 1
UpdateWithLock(New Data() With {.Name = i.ToString(), .Number = i}, i)
Next
End Sub
)
sw.Stop()
Console.WriteLine("elapsed ms with lock: {0}", sw.ElapsedMilliseconds)
End Sub
End Class
class SpinLockDemo2
{
const int N = 100000;
static Queue<Data> _queue = new Queue<Data>();
static object _lock = new Object();
static SpinLock _spinlock = new SpinLock();
class Data
{
public string Name { get; set; }
public double Number { get; set; }
}
static void Main(string[] args)
{
// First use a standard lock for comparison purposes.
UseLock();
_queue.Clear();
UseSpinLock();
Console.WriteLine("Press a key");
Console.ReadKey();
}
private static void UpdateWithSpinLock(Data d, int i)
{
bool lockTaken = false;
try
{
_spinlock.Enter(ref lockTaken);
_queue.Enqueue( d );
}
finally
{
if (lockTaken) _spinlock.Exit(false);
}
}
private static void UseSpinLock()
{
Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
Parallel.Invoke(
() => {
for (int i = 0; i < N; i++)
{
UpdateWithSpinLock(new Data() { Name = i.ToString(), Number = i }, i);
}
},
() => {
for (int i = 0; i < N; i++)
{
UpdateWithSpinLock(new Data() { Name = i.ToString(), Number = i }, i);
}
}
);
sw.Stop();
Console.WriteLine("elapsed ms with spinlock: {0}", sw.ElapsedMilliseconds);
}
static void UpdateWithLock(Data d, int i)
{
lock (_lock)
{
_queue.Enqueue(d);
}
}
private static void UseLock()
{
Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
Parallel.Invoke(
() => {
for (int i = 0; i < N; i++)
{
UpdateWithLock(new Data() { Name = i.ToString(), Number = i }, i);
}
},
() => {
for (int i = 0; i < N; i++)
{
UpdateWithLock(new Data() { Name = i.ToString(), Number = i }, i);
}
}
);
sw.Stop();
Console.WriteLine("elapsed ms with lock: {0}", sw.ElapsedMilliseconds);
}
}
SpinLock은 공유 리소스에 대한 잠금을 오래 유지할 필요가 없을 때 유용합니다. 이와 같은 경우 다중 코어 컴퓨터에서는 잠금이 해제될 때까지 차단된 스레드를 몇 차례 더 회전하는 것이 효율적일 수 있습니다. 스레드를 회전하면 스레드가 차단되지 않지만 이는 CPU 성능을 많이 필요로 하는 프로세스입니다. SpinLock은 특정 상황에서 회전을 중지하여 Hyper-Threading 기술을 통해 논리적 프로세서가 고갈되거나 시스템에 대한 우선 순위가 뒤바뀌는 경우를 방지합니다.
이 예제에는 다중 스레드 액세스를 위한 사용자 동기화를 필요로 하는 System.Collections.Generic.Queue<T> 클래스가 사용됩니다. .NET Framework 버전 4를 대상으로 하는 응용 프로그램에는 어떠한 사용자 잠금도 필요로 하지 않는 System.Collections.Concurrent.ConcurrentQueue<T>이라는 다른 옵션이 사용됩니다.
Exit 호출에 사용되는 false(Visual Basic의 경우 False)에 주목할 필요가 있습니다. 이렇게 하면 최상의 성능을 얻을 수 있습니다. IA64 아키텍처에서는 메모리 펜스를 사용하도록 true(True)를 지정합니다. 이렇게 하면 쓰기 버퍼를 플러시하여 다른 스레드를 끝내는 데 잠금을 사용할 수 있습니다.