试图用 SpinWait.SpinUntil() 替换 lock() 但它不起作用

Question

让我们从代码开始；

checkedUnlock 是HashSet<ulong>

_hashsetLock 是一个对象

lock (_hashsetLock)
    newMap = checkedUnlock.Add(uniqueId);

对

fun int

SpinWait.SpinUntil(() => Interlocked.CompareExchange(ref fun, 1, 0) == 1);
newMap = checkedUnlock.Add(uniqueId);
fun = 0;

我的理解是 SpinWait 在这种情况下应该像 lock() 一样工作，但在 HashSet 中添加了更多项目，有时它匹配锁定，有时其中还有 1 到 5 个项目，这使得很明显它不起作用

我的理解有问题吗？

编辑

我试过了，它似乎有效，到目前为止我的测试显示与lock() 相同的数字

SpinWait spin = new SpinWait();
while (Interlocked.CompareExchange(ref fun, 1, 0) == 1)
   spin.SpinOnce();

那么为什么它可以用这个而不是SpinWait.SpinUntil() 呢？

编辑#2

小完整应用查看

在这段代码中，SpinWait.SpinUntil 有时会爆炸（添加会抛出异常）但是当它工作时，计数会不同，所以我对此的预期行为是错误的

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var list = new List<int>();
            var rnd = new Random(42);
            for (var i = 0; i < 1000000; ++i)
                list.Add(rnd.Next(500000));



            object _lock1 = new object();
            var hashset1 = new HashSet<int>();

            int _lock2 = 0;
            var hashset2 = new HashSet<int>();

            int _lock3 = 0;
            var hashset3 = new HashSet<int>();

            Parallel.ForEach(list, item =>

            {
                /******************/
                lock (_lock1)
                    hashset1.Add(item);
                /******************/

                /******************/
                SpinWait.SpinUntil(() => Interlocked.CompareExchange(ref _lock2, 1, 0) == 1);

                hashset2.Add(item);

                _lock2 = 0;
                /******************/

                /******************/
                SpinWait spin = new SpinWait();
                while (Interlocked.CompareExchange(ref _lock3, 1, 0) == 1)
                    spin.SpinOnce();

                hashset3.Add(item);

                _lock3 = 0;
                /******************/

            });


            Console.WriteLine("Lock: {0}", hashset1.Count);
            Console.WriteLine("SpinWaitUntil: {0}", hashset2.Count);
            Console.WriteLine("SpinWait: {0}", hashset3.Count);

            Console.ReadKey();
        }

    }
}

Answer 1

SpinWait.SpinUntil 中使用的条件错误。

1. Interlocked.CompareExchange 返回变量的原始值。
2. SpinWait.SpinUntil 的 MSDN 文档说，条件是

要反复执行的委托，直到它返回 true。

你想旋转直到发生 0 -> 1 转换，所以条件应该是

Interlocked.CompareExchange(ref fun, 1, 0) == 0

在其他线程上对 CompareExchange 的后续调用结果为 1，因此它们将一直等待，直到“获胜者”线程将 fun 标志恢复为 0。

一些进一步的评论：

• fun = 0; 应该适用于 x86 架构，但我不确定它是否在任何地方都是正确的。如果您使用 Interlocked 访问某个字段，最好使用 Interlocked 访问该字段的所有访问权限。所以我建议改为Interlocked.Exchange(ref fun, 0)。
• SpinWait 在性能方面很少是一个好的解决方案，因为它可以防止操作系统将旋转线程置于空闲状态。它应该只用于非常短的等待。 (An example of a proper usage)。简单的锁（又名 Monitor.Enter/Exit）或 SemaphoreSlim 通常可以使用，或者如果读取次数 >> 写入次数，您可以考虑使用 ReaderWriterLockSlim。