В чем разница между мьютексом и критическим разделом?
public int year;
public void setYear(String year){
try {
year = Integer.parseInt(year);
} catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
Вы можете использовать try и catch, чтобы проверить, является ли ввод числа. Здесь вы пытаетесь разобрать строку в целое число. Если он содержит только число, он сможет успешно преобразовать его. С другой стороны, если у него есть другие символы, он остановится, и вы получите исключение. Try and catch предотвращает сбой вашей программы.
В то же время вы можете попробовать регулярное выражение, чтобы проверить, содержит ли оно только число.
String regex = "[0-9]+";
year.matches(regex );
8 ответов
Для Windows критические секции имеют меньший вес, чем мьютексы.
Мьютексы могут совместно использоваться процессами, но всегда приводят к системному вызову ядра, которое имеет некоторые накладные расходы.
Критические разделы могут использоваться только в рамках одного процесса, но их преимущество заключается в том, что они переключаются в режим ядра только в случае конфликта - неконтролируемые запросы, которые должны быть обычным делом, невероятно быстры. В случае разногласий они входят в ядро, чтобы ожидать некоторый примитив синхронизации (например, событие или семафор).
Я написал быстрый пример приложения, которое сравнивает время между ними двумя. В моей системе для 1 000 000 несанкционированных приобретений и выпусков мьютекс занимает более одной секунды. Критический раздел занимает ~ 50 мс для 1000000 приобретений.
Вот тестовый код, Я запустил это и получил аналогичные результаты, если мьютекс первый или второй, поэтому других эффектов мы не видим.
HANDLE mutex = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);
CRITICAL_SECTION critSec;
InitializeCriticalSection(&critSec);
LARGE_INTEGER freq;
QueryPerformanceFrequency(&freq);
LARGE_INTEGER start, end;
// Force code into memory, so we don't see any effects of paging.
EnterCriticalSection(&critSec);
LeaveCriticalSection(&critSec);
QueryPerformanceCounter(&start);
for (int i = 0; i < 1000000; i++)
{
EnterCriticalSection(&critSec);
LeaveCriticalSection(&critSec);
}
QueryPerformanceCounter(&end);
int totalTimeCS = (int)((end.QuadPart - start.QuadPart) * 1000 / freq.QuadPart);
// Force code into memory, so we don't see any effects of paging.
WaitForSingleObject(mutex, INFINITE);
ReleaseMutex(mutex);
QueryPerformanceCounter(&start);
for (int i = 0; i < 1000000; i++)
{
WaitForSingleObject(mutex, INFINITE);
ReleaseMutex(mutex);
}
QueryPerformanceCounter(&end);
int totalTime = (int)((end.QuadPart - start.QuadPart) * 1000 / freq.QuadPart);
printf("Mutex: %d CritSec: %d\n", totalTime, totalTimeCS);
Критическая секция и Mutex не зависят от операционной системы, их концепции многопоточности / многопроцессорности.
Критический раздел Это фрагмент кода, который должен выполняться только самостоятельно в любой момент времени (например, одновременно запущено 5 потоков и функция называется «crit_section_function», которая обновляет массив ... вы не хотите, чтобы все 5 потоков обновляли сразу за массивом. Поэтому, когда программа запускает crit_section_function (), ни один из других потоков не должен запускать свою функцию критической_секции.
mutex * Mutex - это способ реализации кода критической секции (думайте о нем, как о токене ... поток должен обладать им, чтобы запускать критический_секционный_код)
В дополнение к другим ответам, следующие детали относятся к критическим разделам на окнах:
- в отсутствие конфликта, получение критического раздела так же просто, как
InterlockedCompareExchangeОперация - Структура критического сечения вмещает мьютекс. Первоначально он не выделяется
- , если между потоками для критического раздела существует конфликт, мьютекс будет выделен и использован. Производительность критической секции будет ухудшаться до производительности мьютекса
- , если вы ожидаете высокую конкуренцию, вы можете выделить критическую секцию, указав число спинов.
- Если есть конфликт в критической секции с числом спинов, поток, пытающийся получить критическую секцию, будет вращаться (занято-ждать) в течение такого количества циклов процессора.
С теоретической точки зрения критическая секция - это фрагмент кода, который не должен запускаться несколькими потоками одновременно, поскольку код обращается к общим ресурсам.
mutex - это алгоритм (а иногда и имя структуры данных), который используется для защиты критических секций.
Семафоры и Мониторы являются распространенными реализациями мьютекса.
На практике существует много реализаций мьютекса, доступных в окнах. Они в основном отличаются как следствие их реализации их уровнем блокировки, их областями действия, их стоимостью, и их производительность при разных уровнях раздора. См. CLR наизнанку - Использование параллелизма для масштабируемости для графика затрат на различные реализации мьютекса.
Доступные примитивы синхронизации.
Оператор lock (object) реализован с использованием монитора - см. MSDN для справки.
В последние годы было проведено много исследований неблокирующая синхронизация . Цель состоит в том, чтобы реализовать алгоритмы без блокировки или без ожидания. В таких алгоритмах процесс помогает другим процессам завершить свою работу, чтобы процесс мог окончательно завершить свою работу. В результате процесс может завершить свою работу, даже если другие процессы, которые пытались выполнить какую-либо работу, зависают. Усиниг замки,
Мьютекс - это объект, который может получить поток, не позволяя другим потокам получить его. Это консультативный, а не обязательный; поток может использовать ресурс, который представляет мьютекс, не получая его.
Критическая секция - это длина кода, гарантируемая операционной системой, чтобы он не прерывался. В псевдокоде это будет выглядеть так:
StartCriticalSection();
DoSomethingImportant();
DoSomeOtherImportantThing();
EndCriticalSection();
«Быстрый» Windows, равный критическому выбору в Linux, был бы futex , который обозначает быстрый мьютекс пространства пользователя. Разница между futex и mutex заключается в том, что с futex ядро включается только тогда, когда требуется арбитраж, поэтому вы экономите накладные расходы на общение с ядром каждый раз, когда изменяется атомный счетчик. Это может сэкономить значительное количество времени согласования блокировок в некоторых приложениях.
Фьютекс также может быть разделен между процессами, используя средства, которые вы бы использовали для совместного использования мьютекса.
К сожалению, фьютексы могут быть очень сложными для реализации (PDF). (Обновление 2018 года, они не так страшны, как в 2009 году).
Кроме того, на обеих платформах он практически одинаков. Вы делаете атом, Обновления в общей структуре, управляемые токенами, таким образом, который (надеюсь) не вызывает голодания. Остается только метод достижения этого.
В Windows критический раздел является локальным для вашего процесса. Мьютекс может быть общим / доступным для всех процессов. В основном, критические секции намного дешевле. Не могу комментировать Linux конкретно, но в некоторых системах это просто псевдонимы для одного и того же.
Просто чтобы добавить мои 2 цента, критические разделы определяются как структура, и операции над ними выполняются в контексте пользовательского режима.
ntdll!_RTL_CRITICAL_SECTION +0x000 DebugInfo : Ptr32 _RTL_CRITICAL_SECTION_DEBUG +0x004 LockCount : Int4B +0x008 RecursionCount : Int4B +0x00c OwningThread : Ptr32 Void +0x010 LockSemaphore : Ptr32 Void +0x014 SpinCount : Uint4B
Тогда как мьютекс - это объекты ядра (ExMutantObjectType), созданные в Каталог объектов Windows. Операции мьютекса в основном реализованы в режиме ядра. Например, при создании Mutex вы в итоге вызываете nt! NtCreateMutant в ядре.