C：线程信号量的semaphore_wait和while循环的区别

Question

以下代码在处理器使用方面有什么区别吗？

void *ManageSequencer(void *argument){
  SomeClass *someClass = (SomeClass *)argument;

  while (someClass->ThreadIsAlive()) {

    while(someClass->isAsleep) { }

    someClass->isAsleep = true;

    //thread execution statements 

  }
  return argument;
}

在一些类中，当需要线程执行时，会定期设置isAsleep=false

或者

void *ManageSequencer(void *argument){
  SomeClass *someClass = (SomeClass *)argument;

  while (someClass->ThreadIsAlive()) {

    semaphore_wait(sem);

    //thread execution statements 

  }
  return argument;
}

当someClass需要线程执行时，它会定期调用semaphore_signal(sem);。

这个问题与原子性无关，只是想知道while循环是否会比信号量解决方案导致处理器更多的工作。信号量内部是否只有一个while循环，一直阻塞直到条件被满足（信号量增加到大于零）？

- Aran Mulholland

Answer 1

是的，第一个示例会比第二个示例让处理器工作更多。基本上，当第一个示例中的活动线程被调度时，它将仅在该条件上旋转，直到调度程序抢占它并给另一个线程时间为止，这意味着您需要进行上下文切换，并且线程的整个（可能）时间片每次都被100％使用，实际上不做任何工作。

第二个示例将使线程陷入内核中，因此它将不会获得任何处理器时间，直到内核收到信号并恢复线程。一旦发生这种情况，调度程序将再次为其分配处理时间，但现在我们知道它有实际工作要做，而不仅仅是使用其整个时间片来卡住CPU。

- Jason Coco

Answer 2

一种典型的信号量实现会将线程“停放”在内核中，以便不占用处理器时间。因此强烈建议使用此方法 :) （类似地，大多数互斥锁实现也会这样做，但自旋锁则不会）。

- Catfish_Man

Answer 3

当someClass->isAsleep为false时，您的第一个示例将在外部循环中忙碌自旋，也就是说，它会花费所有给定的处理器时间来无所事事。

您的第二个示例将被放置在信号量上睡眠，而不会花费CPU时间。也就是说，第一种情况非常糟糕，而第二种情况则很好。

- nos