SpinLock Struktura

Definicja

Przestrzeń nazw:

System.Threading

Zestaw:

System.Threading.dll

Zestaw:

mscorlib.dll

Zestaw:

netstandard.dll

Udostępnia element pierwotny blokady wzajemnego wykluczania, w którym wątek próbujący uzyskać blokadę czeka w pętli wielokrotnie sprawdzające, aż blokada stanie się dostępna.

public value class SpinLock

public struct SpinLock

[System.Runtime.InteropServices.ComVisible(false)]
public struct SpinLock

type SpinLock = struct

[<System.Runtime.InteropServices.ComVisible(false)>]
type SpinLock = struct

Public Structure SpinLock

Dziedziczenie

Object

ValueType

SpinLock

Atrybuty

ComVisibleAttribute

Przykłady

W poniższym przykładzie pokazano, jak używać elementu SpinLock:

using System;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

class SpinLockDemo
{

    // Demonstrates:
    //      Default SpinLock construction ()
    //      SpinLock.Enter(ref bool)
    //      SpinLock.Exit()
    static void SpinLockSample1()
    {
        SpinLock sl = new SpinLock();

        StringBuilder sb = new StringBuilder();

        // Action taken by each parallel job.
        // Append to the StringBuilder 10000 times, protecting
        // access to sb with a SpinLock.
        Action action = () =>
        {
            bool gotLock = false;
            for (int i = 0; i < 10000; i++)
            {
                gotLock = false;
                try
                {
                    sl.Enter(ref gotLock);
                    sb.Append((i % 10).ToString());
                }
                finally
                {
                    // Only give up the lock if you actually acquired it
                    if (gotLock) sl.Exit();
                }
            }
        };

        // Invoke 3 concurrent instances of the action above
        Parallel.Invoke(action, action, action);

        // Check/Show the results
        Console.WriteLine("sb.Length = {0} (should be 30000)", sb.Length);
        Console.WriteLine("number of occurrences of '5' in sb: {0} (should be 3000)",
            sb.ToString().Where(c => (c == '5')).Count());
    }

    // Demonstrates:
    //      Default SpinLock constructor (tracking thread owner)
    //      SpinLock.Enter(ref bool)
    //      SpinLock.Exit() throwing exception
    //      SpinLock.IsHeld
    //      SpinLock.IsHeldByCurrentThread
    //      SpinLock.IsThreadOwnerTrackingEnabled
    static void SpinLockSample2()
    {
        // Instantiate a SpinLock
        SpinLock sl = new SpinLock();

        // These MRESs help to sequence the two jobs below
        ManualResetEventSlim mre1 = new ManualResetEventSlim(false);
        ManualResetEventSlim mre2 = new ManualResetEventSlim(false);
        bool lockTaken = false;

        Task taskA = Task.Factory.StartNew(() =>
        {
            try
            {
                sl.Enter(ref lockTaken);
                Console.WriteLine("Task A: entered SpinLock");
                mre1.Set(); // Signal Task B to commence with its logic

                // Wait for Task B to complete its logic
                // (Normally, you would not want to perform such a potentially
                // heavyweight operation while holding a SpinLock, but we do it
                // here to more effectively show off SpinLock properties in
                // taskB.)
                mre2.Wait();
            }
            finally
            {
                if (lockTaken) sl.Exit();
            }
        });

        Task taskB = Task.Factory.StartNew(() =>
        {
            mre1.Wait(); // wait for Task A to signal me
            Console.WriteLine("Task B: sl.IsHeld = {0} (should be true)", sl.IsHeld);
            Console.WriteLine("Task B: sl.IsHeldByCurrentThread = {0} (should be false)", sl.IsHeldByCurrentThread);
            Console.WriteLine("Task B: sl.IsThreadOwnerTrackingEnabled = {0} (should be true)", sl.IsThreadOwnerTrackingEnabled);

            try
            {
                sl.Exit();
                Console.WriteLine("Task B: Released sl, should not have been able to!");
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine("Task B: sl.Exit resulted in exception, as expected: {0}", e.Message);
            }

            mre2.Set(); // Signal Task A to exit the SpinLock
        });

        // Wait for task completion and clean up
        Task.WaitAll(taskA, taskB);
        mre1.Dispose();
        mre2.Dispose();
    }

    // Demonstrates:
    //      SpinLock constructor(false) -- thread ownership not tracked
    static void SpinLockSample3()
    {
        // Create SpinLock that does not track ownership/threadIDs
        SpinLock sl = new SpinLock(false);

        // Used to synchronize with the Task below
        ManualResetEventSlim mres = new ManualResetEventSlim(false);

        // We will verify that the Task below runs on a separate thread
        Console.WriteLine("main thread id = {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

        // Now enter the SpinLock.  Ordinarily, you would not want to spend so
        // much time holding a SpinLock, but we do it here for the purpose of 
        // demonstrating that a non-ownership-tracking SpinLock can be exited 
        // by a different thread than that which was used to enter it.
        bool lockTaken = false;
        sl.Enter(ref lockTaken);

        // Create a separate Task from which to Exit() the SpinLock
        Task worker = Task.Factory.StartNew(() =>
        {
            Console.WriteLine("worker task thread id = {0} (should be different than main thread id)",
                Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

            // Now exit the SpinLock
            try
            {
                sl.Exit();
                Console.WriteLine("worker task: successfully exited SpinLock, as expected");
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine("worker task: unexpected failure in exiting SpinLock: {0}", e.Message);
            }

            // Notify main thread to continue
            mres.Set();
        });

        // Do this instead of worker.Wait(), because worker.Wait() could inline the worker Task,
        // causing it to be run on the same thread.  The purpose of this example is to show that
        // a different thread can exit the SpinLock created (without thread tracking) on your thread.
        mres.Wait();

        // now Wait() on worker and clean up
        worker.Wait();
        mres.Dispose();
    }
}

Imports System.Text
Imports System.Threading
Imports System.Threading.Tasks


Module SpinLockDemo

    ' Demonstrates:
    ' Default SpinLock construction ()
    ' SpinLock.Enter(ref bool)
    ' SpinLock.Exit()
    Private Sub SpinLockSample1()
        Dim sl As New SpinLock()

        Dim sb As New StringBuilder()

        ' Action taken by each parallel job.
        ' Append to the StringBuilder 10000 times, protecting
        ' access to sb with a SpinLock.
        Dim action As Action =
            Sub()
                Dim gotLock As Boolean = False
                For i As Integer = 0 To 9999
                    gotLock = False
                    Try
                        sl.Enter(gotLock)
                        sb.Append((i Mod 10).ToString())
                    Finally
                        ' Only give up the lock if you actually acquired it
                        If gotLock Then
                            sl.[Exit]()
                        End If
                    End Try
                Next
            End Sub

        ' Invoke 3 concurrent instances of the action above
        Parallel.Invoke(action, action, action)

        ' Check/Show the results
        Console.WriteLine("sb.Length = {0} (should be 30000)", sb.Length)
        Console.WriteLine("number of occurrences of '5' in sb: {0} (should be 3000)", sb.ToString().Where(Function(c) (c = "5"c)).Count())
    End Sub

    ' Demonstrates:
    ' Default SpinLock constructor (tracking thread owner)
    ' SpinLock.Enter(ref bool)
    ' SpinLock.Exit() throwing exception
    ' SpinLock.IsHeld
    ' SpinLock.IsHeldByCurrentThread
    ' SpinLock.IsThreadOwnerTrackingEnabled
    Private Sub SpinLockSample2()
        ' Instantiate a SpinLock
        Dim sl As New SpinLock()

        ' These MRESs help to sequence the two jobs below
        Dim mre1 As New ManualResetEventSlim(False)
        Dim mre2 As New ManualResetEventSlim(False)
        Dim lockTaken As Boolean = False

        Dim taskA As Task = Task.Factory.StartNew(
            Sub()
                Try
                    sl.Enter(lockTaken)
                    Console.WriteLine("Task A: entered SpinLock")
                    mre1.[Set]()
                    ' Signal Task B to commence with its logic
                    ' Wait for Task B to complete its logic
                    ' (Normally, you would not want to perform such a potentially
                    ' heavyweight operation while holding a SpinLock, but we do it
                    ' here to more effectively show off SpinLock properties in
                    ' taskB.)
                    mre2.Wait()
                Finally
                    If lockTaken Then
                        sl.[Exit]()
                    End If
                End Try
            End Sub)

        Dim taskB As Task = Task.Factory.StartNew(
            Sub()
                mre1.Wait()
                ' wait for Task A to signal me
                Console.WriteLine("Task B: sl.IsHeld = {0} (should be true)", sl.IsHeld)
                Console.WriteLine("Task B: sl.IsHeldByCurrentThread = {0} (should be false)", sl.IsHeldByCurrentThread)
                Console.WriteLine("Task B: sl.IsThreadOwnerTrackingEnabled = {0} (should be true)", sl.IsThreadOwnerTrackingEnabled)

                Try
                    sl.[Exit]()
                    Console.WriteLine("Task B: Released sl, should not have been able to!")
                Catch e As Exception
                    Console.WriteLine("Task B: sl.Exit resulted in exception, as expected: {0}", e.Message)
                End Try

                ' Signal Task A to exit the SpinLock
                mre2.[Set]()
            End Sub)

        ' Wait for task completion and clean up
        Task.WaitAll(taskA, taskB)
        mre1.Dispose()
        mre2.Dispose()
    End Sub

    ' Demonstrates:
    ' SpinLock constructor(false) -- thread ownership not tracked
    Private Sub SpinLockSample3()
        ' Create SpinLock that does not track ownership/threadIDs
        Dim sl As New SpinLock(False)

        ' Used to synchronize with the Task below
        Dim mres As New ManualResetEventSlim(False)

        ' We will verify that the Task below runs on a separate thread
        Console.WriteLine("main thread id = {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId)

        ' Now enter the SpinLock.  Ordinarily, you would not want to spend so
        ' much time holding a SpinLock, but we do it here for the purpose of 
        ' demonstrating that a non-ownership-tracking SpinLock can be exited 
        ' by a different thread than that which was used to enter it.
        Dim lockTaken As Boolean = False
        sl.Enter(lockTaken)

        ' Create a separate Task
        Dim worker As Task = Task.Factory.StartNew(
            Sub()
                Console.WriteLine("worker task thread id = {0} (should be different than main thread id)", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId)

                ' Now exit the SpinLock
                Try
                    sl.[Exit]()
                    Console.WriteLine("worker task: successfully exited SpinLock, as expected")
                Catch e As Exception
                    Console.WriteLine("worker task: unexpected failure in exiting SpinLock: {0}", e.Message)
                End Try

                ' Notify main thread to continue
                mres.[Set]()
            End Sub)

        ' Do this instead of worker.Wait(), because worker.Wait() could inline the worker Task,
        ' causing it to be run on the same thread. The purpose of this example is to show that
        ' a different thread can exit the SpinLock created (without thread tracking) on your thread.
        mres.Wait()

        ' now Wait() on worker and clean up
        worker.Wait()
        mres.Dispose()
    End Sub


End Module

Uwagi

Przykład użycia blokady spinowej można znaleźć w temacie How to: Use SpinLock for Low-Level Synchronization (Instrukcje: używanie funkcji SpinLock do synchronizacji Low-Level).

Blokady spinowe mogą być używane w przypadku blokad na poziomie liścia, w których alokacja obiektu dorozumiana przy użyciu elementu Monitoro rozmiarze lub z powodu ciśnienia odzyskiwania pamięci jest zbyt kosztowna. Blokada spin może być przydatna, aby uniknąć blokowania; jeśli jednak spodziewasz się znacznej ilości blokowania, prawdopodobnie nie należy używać blokad spin z powodu nadmiernego wirowania. Wirowanie może być korzystne, gdy blokady są precyzyjne i duże liczby (na przykład blokada na węzeł na liście połączonej), a także wtedy, gdy czas blokady jest zawsze bardzo krótki. Ogólnie rzecz biorąc, trzymając blokadę spin, należy unikać żadnej z tych akcji:

• Blokowanie

• wywoływanie niczego, co może blokować,

• trzymając więcej niż jedną blokadę spin naraz,

• dynamiczne wysyłanie wywołań (interfejsu i maszyn wirtualnych),

• wykonywanie statycznie wysłanych wywołań do dowolnego kodu, który nie jest właścicielem, lub

• Przydzielanie pamięci.

SpinLock należy używać tylko po określeniu, że to spowoduje poprawę wydajności aplikacji. Należy również pamiętać, że SpinLock jest to typ wartości ze względów wydajności. Z tego powodu należy bardzo uważać, aby nie przypadkowo skopiować SpinLock wystąpienia, ponieważ dwa wystąpienia (oryginał i kopia) byłyby wtedy całkowicie niezależne od siebie, co może prowadzić do błędnego zachowania aplikacji. SpinLock Jeśli wystąpienie musi zostać przekazane, powinno zostać przekazane przez odwołanie, a nie przez wartość.

Nie przechowuj SpinLock wystąpień w polach odczytu.

Konstruktory

SpinLock(Boolean)

Inicjuje SpinLock nowe wystąpienie struktury z opcją śledzenia identyfikatorów wątków w celu ulepszenia debugowania.

Właściwości

IsHeld	Pobiera, czy blokada jest obecnie przechowywana przez dowolny wątek.
IsHeldByCurrentThread	Pobiera, czy blokada jest przechowywana przez bieżący wątek.
IsThreadOwnerTrackingEnabled	Pobiera, czy śledzenie własności wątków jest włączone dla tego wystąpienia.

Metody

Enter(Boolean)	Uzyskuje blokadę w niezawodny sposób, dzięki czemu nawet w przypadku wystąpienia wyjątku w wywołaniu metody można niezawodnie zbadać, lockTaken czy blokada została przejęta.
Exit()	Zwalnia blokadę.
Exit(Boolean)	Zwalnia blokadę.
TryEnter(Boolean)	Próby uzyskania blokady w niezawodny sposób, tak aby nawet w przypadku wystąpienia wyjątku w wywołaniu metody można niezawodnie zbadać, lockTaken czy blokada została przejęta.
TryEnter(Int32, Boolean)	Próby uzyskania blokady w niezawodny sposób, tak aby nawet w przypadku wystąpienia wyjątku w wywołaniu metody można niezawodnie zbadać, lockTaken czy blokada została przejęta.
TryEnter(TimeSpan, Boolean)	Próby uzyskania blokady w niezawodny sposób, tak aby nawet w przypadku wystąpienia wyjątku w wywołaniu metody można niezawodnie zbadać, lockTaken czy blokada została przejęta.

Bezpieczeństwo wątkowe

Wszystkie elementy członkowskie są SpinLock bezpieczne wątkowo i mogą być używane z wielu wątków jednocześnie.

Zobacz też

• SpinLock
• Instrukcje: Używanie struktury SpinLock do synchronizacji niskiego poziomu
• Porady: włączanie śledzenia wątków w strukturze SpinLock