【发布时间】：2017-05-09 17:49:53
【问题描述】：
我正在编写一个读写器队列，它需要尽可能低的延迟。 writer 的频率不足以让 reader 一直忙，所以在常见的实现中，如果 queue 为空，reader 会等待锁并进入睡眠状态。当某些东西被放入队列时，阅读器被唤醒，然而，这会导致上下文切换并引入延迟。另一种方法是使用自旋锁，但它使用原子操作，本质上锁定在总线上，因此会导致总线上的大量负载，影响其他作业的性能。
我的问题是，有没有办法让阅读器处于空闲状态，而不产生 CPU，但同时不会导致总线负载过重，并且每当有东西进入时，它可以退出空闲状态并立即继续.目标是使从放入队列的内容到阅读器开始处理它的延迟尽可能低。我可以为 reader 线程分配一个专用的 CPU core，所以 reader 空闲时 CPU 被浪费不是问题。
有什么想法吗？
【问题讨论】：
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你可以旋转，也可以阻挡，中间没有任何东西。
sys_futex将是最轻量级的东西，如果你想阻止（但也是最不便携的）。大多数时候，一个人不想在大多数时候旋转或阻塞（但使用原子操作来对队列进行无锁修改）并且阻塞，从不旋转，当一些“特殊”情况发生时，例如队列满或队列空. -
@Damon，它不必是可移植的。看起来 sys_futex 仍然有一个等待队列并在等待时产生 CPU，不是吗？基本上我想要的是，在等待时，线程不会放弃 CPU，而是运行一些循环运行空闲指令，这些指令不会将负载放到总线上。每当有东西放入队列时，写入器都会以某种方式向读取器线程发出信号，使其退出循环。
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您必须在多核系统上运行，并且必须找到一种方法将您的阅读器进程固定到内核，并为该进程禁用上下文切换，这样它就可以休眠而不会引起上下文切换.如果没有内核级别的黑客攻击，您可能无法做到这一点。
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@icando：在循环中运行空闲指令正在旋转，这不好。在无事可做（没有什么有用）可做时放弃 CPU 是正确的。
sys_futex确实做到了，而且开销尽可能低。你可以做的是实现一个协程系统（使用宏hacks或setjmp/longjmp，也有现成的C库可以做到这一点）。所有的协程实现或多或少都是丑陋的 hack，但如果你不想放弃 CPU，运行协程的好处是你可以同时做有用的东西而不是旋转。跨度> -
@Damon，正如我所说，我要优化的是延迟，所以浪费CPU而不做任何事情是可以的。即使使用 sys_futex，当您将线程置于睡眠状态并唤醒它时，上下文切换和进出内核空间仍然存在开销，这是我想要避免的开销。至于协程，当协程运行时，读者不能立即运行，而是等待协程放弃CPU，这是完全不能接受的。
标签： linux multithreading linux-kernel