Boost 是否支持 Windows EnterCriticalSection API？

Question

我知道 Boost 支持互斥和 lock_guard，可用于实现临界区。

但是 Windows 有一个特殊的 API 关键部分（参见 EnterCriticalSection and LeaveCriticalSection），它比互斥锁快很多（对于很少竞争的短代码部分）。

因此我的问题 - 可以在 Boost 中利用这个 API，并回退到 spinlock/mutex/futex-based 在其他平台上实施？

Answer 1

简单的答案是否定的。

这里有一些相关的背景知识from an old mailing list thread:

BTW. I am agree that mutex is more universal solution from a

performance point of view. But to be fair - CS are faster in simple design. I believe that possibility to support them should be at least taken in account.

这是有人指给我看的文章。结论是只有在以下情况下，CS 才会更快：

进程中的线程总数少于 8 个。

你不在后台运行。

您使用的不是双处理器计算机。

对我来说，这意味着简单的测试可以产生良好的 CS 性能结果，但是任何真实世界的程序都最好有一个完整的互斥。

我并不反对支持 CS 实现。但是，我最初选择不这样做的原因如下：

你可以通过使用 PIMPL 获得构建和破坏命中成语或者你必须在 Boost.Threads headers 中包含 Windows.h，我根本不想这样做。（这可以解决从 MSDN 模拟 CS ala OPTEX。）

根据这篇研究论文，大多数 程序不会受益于 CS 设计。

编写一个 (non-portable) critical_section class 很简单如果您真的可以利用它，请遵循 Mutex 模型。

现在我认为我做出了正确的选择，尽管在未来的道路上我们可能会更改实现以使用临界区或 OPTEX。

比尔·肯普夫

Answer 2

作为帮助维护 Boost.Thread 的人以及未能将事件对象放入 Boost.Thread 的人，我认为关键部分从未被添加过，也不会被添加出于以下原因提升：

使用 boost::atomic 和 boost::condition_variable 构建 Win32 临界区非常容易，以至于不值得拥有一个官方的。这可能是您能想象到的最复杂的一个，但可配置性极强，包括准备好 constexpr（不要问！）：https://github.com/ned14/boost.outcome/blob/master/include/boost/outcome/v1/spinlock.hpp#L331

您可以简单地通过匹配（基本）可锁定概念并使用原子 compare_exchange（non-x86/x64）或原子交换（x86/x64）来构建您自己的，然后使用 lock_guard临界区附近。

有人可能会反对win32临界区不是这个。恐怕是：它只是在一个原子上自旋一个自旋计数，然后懒洋洋地尝试分配一个 win32 事件对象，然后等待它。没什么特别的。
尽管您可能认为临界区（真正的用户模式互斥体）是 better/faster/whatever，但它们可能并不像您想象的那么好。 boost::mutex 是 Windows 内部使用 win32 信号量作为内核等待对象的巨大重量级事物，因为需要模拟线程取消并表现良好通用用途上下文。 很容易 编写一个对于某些单一用例来说比另一个更快的并发结构，但是编写一个包含以下所有内容的并发结构非常非常困难：
1. 在无竞争情况下比标准实施更快。
2. 在竞争激烈的情况下比标准实施更快。
3. 在竞争激烈的情况下比标准实施更快。
即使您管理了以上所有三项，这仍然不够：您还需要对最坏情况的进展顺序进行一些保证，以便确定锁定、等待和解锁的某些模式是否会产生可预测的结果。这就是为什么线程设施在狭窄的用例场景中看起来很慢，所以 Boost.Thread 就像在没有竞争的用例中，STL 看起来比手动锁定代码慢得多。
Boost.Thread 已经在用户模式下做了大量工作以避免在 Windows 上进入内核睡眠。在 POSIX 上，任何主要的 pthreads 实现也做大量工作来避免内核休眠，因此 Boost.Thread 不会复制该工作。换句话说，关键部分在扩展负载行为方面不会给你带来任何好处，尽管不可避免地 Boost.Thread v4 特别是在 Windows 上做了大量的工作，而天真的实现不会（计划的重写Boost.Thread 在 Windows 上的效率要高得多，因为它可以假定 Windows Vista 或更高版本）。

Answer 3

因此，看起来默认的 Boost 互斥锁不支持它，但 asio::detail::mutex 支持。

所以我最终使用了它：

#include <boost/asio/detail/mutex.hpp>
#include <boost/thread.hpp>

using boost::asio::detail::mutex;
using boost::lock_guard;

int myFunc()
{
  static mutex mtx;
  lock_guard<mutex> lock(mtx);
  . . .
}

Boost 是否支持 Windows EnterCriticalSection API？

Does Boost have support for Windows EnterCriticalSection API?

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