Windows C++ 中与 Java 的 LockSupport.parkNanos() 相等的函数。

Question

我需要在Win7 x64上实现与此函数相同的功能。

最初我使用了SwitchToThread()，但这不起作用，因为在极端条件下会导致死锁。我能找到的唯一替代方法是Sleep()，但这可能会影响性能，因为它只能以毫秒分辨率工作，并且我仍然不确定它是否和LockSupport.parkNanos()做相同的事情。

我发现Java可以安排线程（如果发生）在纳秒间隔上运行的能力非常可疑，所以我实现了我想象中它们所做的事情……旋转。然而，我不确定这是否解决了问题，它可能只是推迟了必然的结果，因为似乎Java函数需要JVM的干预才能工作。没有parkNanos的源代码可用；它是在本地Sun库中实现的。

class LockSupport
{
public:
    static void ParkNanos(unsigned __int64 aNanos)
    {
        ULONGLONG start;
        ULONGLONG end;

        ::QueryUnbiasedInterruptTime(&start);
        do
        {
            // My issue with this is that nothing is actually 'Parked'.
            ::SwitchToThread();
            ::QueryUnbiasedInterruptTime(&end);
        }
        while ((end - start) < aNanos);
    }
};

调用代码如下所示：

void SomeClass::SomeFunction()
{
    while (someCond)
    {
        LockSupport.parkNanos(1L);
    }
}

FWIW，我正在将LMAX的Disruptor模式移植到C ++。当一个线程在SingleThreadedClaimStrategy :: WaitForFreeSlotAt（）中，另一个线程在BlockingWaitStrategy :: WaitFor（没有超时）中时，会发生死锁。当RingBuffer大小很小时（例如1、2、4、8等），死锁更加明显。

这些线程是通过正常的CreateThread方法创建的。

编辑：我写这篇文章时已经很晚了，所以这里有更多的信息。RingBuffer保存__int64。我有一个生产者线程和一个消费者线程。消费者线程还生成一个计时器线程，每秒钟轮询一次消费者以获取其最后消费的事件的序列号。当消费者没有任何进展而生产者也没有完成时，就会出现问题。生产者只是在循环中运行几亿次发布计数器。因此，我的输出看起来像这样：

898
97
131
Timer: no progress
Timer: no progress
...

这个问题只在Release模式下出现，在所有内容都被优化为速度的情况下才能真正复现。

- James

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你说你在使用 ::SwitchToThread() 时出现了死锁。它返回的是 true 还是 false？ - Managu

@Managu 在正常执行期间，它可以同时返回两者。但是你的评论让我想到了在该函数返回false时对其进行自旋的想法。 - James

你是如何实现ReentrantLock和Condition的，例如BlockingWaitStrategy中使用的方式？你的锁实现是否可重入？条件变量是否原子地获取/释放相应的锁？ - Managu

你是否在适当的位置插入了内存屏障？Java计算模型明确规定了对volatile原语的读写操作需要进行屏障，但C++并没有这样做。阅读更多关于Disruptor的内容，内存屏障看起来非常重要。 - Managu

@Managu 我已经尽可能将Java代码复制到其Windows等效版本中。感谢您的关注。我在这里向LMAX的人员提出了问题：https://groups.google.com/forum/?fromgroups#!topic/lmax-disruptor/-fyGkXrwyEU[1-25] - James

Answer 1

除了能够使用unpark()唤醒线程外，LockSupport.parkNanos(...)仅仅是一个休眠。在Windows上的OpenJDK Hotspot VM中，它使用WaitForSingleObject(...)实现（第4436行），并且至少休眠1毫秒。

LMAX disruptor似乎从不unpark()线程。因此，通过调用Sleep(1)可以获得相同的行为。您可能可以通过Sleep(0)来做得更好：在当前线程中放弃剩余的时间片，并立即可用于重新调度。这相当于SwitchToThread()，但后者可能只会告诉您“尚未准备好运行，因此您可以保留CPU”。另一方面，如果您的调度粒度足够低，Sleep(1)实际上可能会暂停1毫秒。

在 注释 中提到，通过调用 timeBeginPeriod() 可以改善系统的调度粒度（可能降至每个时钟周期1毫秒）。请注意，此处保留了HTML标签。

- Managu

Answer 2

parkNanos没有源代码可用；它是在原生的Sun库中实现的。

该原生库的源代码应该是OpenJDK 6/7源代码的一部分，因此可以下载或浏览。

- Stephen C

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这意味着在Windows上，parkNanos() 只等待毫秒级分辨率：http://hg.openjdk.java.net/jdk7/jdk7/hotspot/file/9b0ca45cd756/src/os/windows/vm/os_windows.cpp，第4451行。 - Managu

我搜索了很多次，但始终找不到。谢谢。 - James