ReaderWriterLockSlim Erweiterungsmethode Leistung
https://stackoverflow.com/questions/805412
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03-07-2019 - |
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Ich habe mit Sammlungen zu spielen und Einfädeln und kam über die geschickten Erweiterungsmethode Menschen geschaffen haben die Verwendung von ReaderWriterLockSlim zu erleichtern, indem das IDisposable-Muster ermöglicht.
Aber ich glaube, ich bin gekommen, zu erkennen, dass etwas in der Umsetzung ein Leistungskiller ist. Mir ist klar, dass die Erweiterungsmethoden nicht wirklich angeblich Leistung auswirken, so gehe ich davon aus, dass etwas nach links in der Umsetzung ist die Ursache ... die Menge der Einweg structs erstellt / gesammelt?
Hier einige Testcode:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;
using System.Diagnostics;
namespace LockPlay {
static class RWLSExtension {
struct Disposable : IDisposable {
readonly Action _action;
public Disposable(Action action) {
_action = action;
}
public void Dispose() {
_action();
}
} // end struct
public static IDisposable ReadLock(this ReaderWriterLockSlim rwls) {
rwls.EnterReadLock();
return new Disposable(rwls.ExitReadLock);
}
public static IDisposable UpgradableReadLock(this ReaderWriterLockSlim rwls) {
rwls.EnterUpgradeableReadLock();
return new Disposable(rwls.ExitUpgradeableReadLock);
}
public static IDisposable WriteLock(this ReaderWriterLockSlim rwls) {
rwls.EnterWriteLock();
return new Disposable(rwls.ExitWriteLock);
}
} // end class
class Program {
class MonitorList<T> : List<T>, IList<T> {
object _syncLock = new object();
public MonitorList(IEnumerable<T> collection) : base(collection) { }
T IList<T>.this[int index] {
get {
lock(_syncLock)
return base[index];
}
set {
lock(_syncLock)
base[index] = value;
}
}
} // end class
class RWLSList<T> : List<T>, IList<T> {
ReaderWriterLockSlim _rwls = new ReaderWriterLockSlim();
public RWLSList(IEnumerable<T> collection) : base(collection) { }
T IList<T>.this[int index] {
get {
try {
_rwls.EnterReadLock();
return base[index];
} finally {
_rwls.ExitReadLock();
}
}
set {
try {
_rwls.EnterWriteLock();
base[index] = value;
} finally {
_rwls.ExitWriteLock();
}
}
}
} // end class
class RWLSExtList<T> : List<T>, IList<T> {
ReaderWriterLockSlim _rwls = new ReaderWriterLockSlim();
public RWLSExtList(IEnumerable<T> collection) : base(collection) { }
T IList<T>.this[int index] {
get {
using(_rwls.ReadLock())
return base[index];
}
set {
using(_rwls.WriteLock())
base[index] = value;
}
}
} // end class
static void Main(string[] args) {
const int ITERATIONS = 100;
const int WORK = 10000;
const int WRITE_THREADS = 4;
const int READ_THREADS = WRITE_THREADS * 3;
// create data - first List is for comparison only... not thread safe
int[] copy = new int[WORK];
IList<int>[] l = { new List<int>(copy), new MonitorList<int>(copy), new RWLSList<int>(copy), new RWLSExtList<int>(copy) };
// test each list
Thread[] writeThreads = new Thread[WRITE_THREADS];
Thread[] readThreads = new Thread[READ_THREADS];
foreach(var list in l) {
Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
for(int k=0; k < ITERATIONS; k++) {
for(int i = 0; i < writeThreads.Length; i++) {
writeThreads[i] = new Thread(p => {
IList<int> il = p as IList<int>;
int c = il.Count;
for(int j = 0; j < c; j++) {
il[j] = j;
}
});
writeThreads[i].Start(list);
}
for(int i = 0; i < readThreads.Length; i++) {
readThreads[i] = new Thread(p => {
IList<int> il = p as IList<int>;
int c = il.Count;
for(int j = 0; j < c; j++) {
int temp = il[j];
}
});
readThreads[i].Start(list);
}
for(int i = 0; i < readThreads.Length; i++)
readThreads[i].Join();
for(int i = 0; i < writeThreads.Length; i++)
writeThreads[i].Join();
};
sw.Stop();
Console.WriteLine("time: {0} class: {1}", sw.Elapsed, list.GetType());
}
Console.WriteLine("DONE");
Console.ReadLine();
}
} // end class
} // end namespace
Hier ist ein typisches Ergebnis:
time: 00:00:03.0965242 class: System.Collections.Generic.List`1[System.Int32] time: 00:00:11.9194573 class: LockPlay.Program+MonitorList`1[System.Int32] time: 00:00:08.9510258 class: LockPlay.Program+RWLSList`1[System.Int32] time: 00:00:16.9888435 class: LockPlay.Program+RWLSExtList`1[System.Int32] DONE
Wie Sie sehen können, die Erweiterungen mit tatsächlich macht die Leistung WORSE als nur mit lock (Monitor).
Lösung
Sieht aus wie sein Preis von Millionen von structs und das Extra an Anrufungen instanziieren.
Ich würde so weit gehen zu sagen, dass die ReaderWriterLockSlim in dieser Probe missbräuchlich angewandt werden, ist eine Sperre gut genug, um in diesem Fall und der Leistungsvorsprung Du mit dem ReaderWriterLockSlim bekommst vernachlässigbar ist im Vergleich zu dem Preis zu erklären, diese Konzepte zu junior devs.
Sie erhalten einen großen Vorteil mit Lese-Schreib-Stil Schlössern, wenn sie eine nicht-vernachlässigbare Menge Zeit in Anspruch nehmen liest auszuführen und schreibt. Der Schub wird größte sein, wenn Sie ein überwiegend lesen basiertes System haben.
Versuchen Sie, ein Thread.Sleep Einfügen (1), während die Sperren erworben werden, um zu sehen, wie groß ein Unterschied es macht.
Sehen Sie diesen Benchmark:
Time for Test.SynchronizedList`1[System.Int32] Time Elapsed 12310 ms Time for Test.ReaderWriterLockedList`1[System.Int32] Time Elapsed 547 ms Time for Test.ManualReaderWriterLockedList`1[System.Int32] Time Elapsed 566 ms
In meinem Benchmarking ich nicht wirklich viel Unterschied feststellen zwischen den beiden Arten, würde ich wohl fühlen mit ihm, vorausgesetzt, es bei Menschen einige Finalizerthread Schutz hatte zu entsorgen vergessen ....
using System.Threading;
using System.Diagnostics;
using System.Collections.Generic;
using System;
using System.Linq;
namespace Test {
static class RWLSExtension {
struct Disposable : IDisposable {
readonly Action _action;
public Disposable(Action action) {
_action = action;
}
public void Dispose() {
_action();
}
}
public static IDisposable ReadLock(this ReaderWriterLockSlim rwls) {
rwls.EnterReadLock();
return new Disposable(rwls.ExitReadLock);
}
public static IDisposable UpgradableReadLock(this ReaderWriterLockSlim rwls) {
rwls.EnterUpgradeableReadLock();
return new Disposable(rwls.ExitUpgradeableReadLock);
}
public static IDisposable WriteLock(this ReaderWriterLockSlim rwls) {
rwls.EnterWriteLock();
return new Disposable(rwls.ExitWriteLock);
}
}
class SlowList<T> {
List<T> baseList = new List<T>();
public void AddRange(IEnumerable<T> items) {
baseList.AddRange(items);
}
public virtual T this[int index] {
get {
Thread.Sleep(1);
return baseList[index];
}
set {
baseList[index] = value;
Thread.Sleep(1);
}
}
}
class SynchronizedList<T> : SlowList<T> {
object sync = new object();
public override T this[int index] {
get {
lock (sync) {
return base[index];
}
}
set {
lock (sync) {
base[index] = value;
}
}
}
}
class ManualReaderWriterLockedList<T> : SlowList<T> {
ReaderWriterLockSlim slimLock = new ReaderWriterLockSlim();
public override T this[int index] {
get {
T item;
try {
slimLock.EnterReadLock();
item = base[index];
} finally {
slimLock.ExitReadLock();
}
return item;
}
set {
try {
slimLock.EnterWriteLock();
base[index] = value;
} finally {
slimLock.ExitWriteLock();
}
}
}
}
class ReaderWriterLockedList<T> : SlowList<T> {
ReaderWriterLockSlim slimLock = new ReaderWriterLockSlim();
public override T this[int index] {
get {
using (slimLock.ReadLock()) {
return base[index];
}
}
set {
using (slimLock.WriteLock()) {
base[index] = value;
}
}
}
}
class Program {
private static void Repeat(int times, int asyncThreads, Action action) {
if (asyncThreads > 0) {
var threads = new List<Thread>();
for (int i = 0; i < asyncThreads; i++) {
int iterations = times / asyncThreads;
if (i == 0) {
iterations += times % asyncThreads;
}
Thread thread = new Thread(new ThreadStart(() => Repeat(iterations, 0, action)));
thread.Start();
threads.Add(thread);
}
foreach (var thread in threads) {
thread.Join();
}
} else {
for (int i = 0; i < times; i++) {
action();
}
}
}
static void TimeAction(string description, Action func) {
var watch = new Stopwatch();
watch.Start();
func();
watch.Stop();
Console.Write(description);
Console.WriteLine(" Time Elapsed {0} ms", watch.ElapsedMilliseconds);
}
static void Main(string[] args) {
int threadCount = 40;
int iterations = 200;
int readToWriteRatio = 60;
var baseList = Enumerable.Range(0, 10000).ToList();
List<SlowList<int>> lists = new List<SlowList<int>>() {
new SynchronizedList<int>() ,
new ReaderWriterLockedList<int>(),
new ManualReaderWriterLockedList<int>()
};
foreach (var list in lists) {
list.AddRange(baseList);
}
foreach (var list in lists) {
TimeAction("Time for " + list.GetType().ToString(), () =>
{
Repeat(iterations, threadCount, () =>
{
list[100] = 99;
for (int i = 0; i < readToWriteRatio; i++) {
int ignore = list[i];
}
});
});
}
Console.WriteLine("DONE");
Console.ReadLine();
}
}
}
Andere Tipps
Der Code erscheint eine Struktur zu verwenden, um die Objekterstellung Overhead zu vermeiden, aber braucht nicht die weiteren erforderlichen Schritte, um dieses leichte zu halten. Ich glaube, es Boxen der Rückgabewert von ReadLock, und wenn negiert so den gesamten Vorteil der Struktur. Dies sollte alle Probleme beheben, und führen Sie genauso gut wie nicht durch die IDisposable Schnittstelle gehen.
Edit: Benchmarks gefordert. Diese Ergebnisse werden so normalisiert, die Handbuch Verfahren (Aufruf Enter / ExitReadLock und Enter / ExitWriteLock inline mit dem geschützten Code) haben einen Zeitwert von 1,00. Die ursprüngliche Methode ist langsam, da es Objekte auf dem Heap reserviert, die die manuelle Methode nicht. Ich reparierte dieses Problem, und im Release-Modus auch die Erweiterung Methodenaufruf Overhead geht so dass es entfernt identisch so schnell wie die manuelle Methode.
Debug-Version:
Manual: 1.00
Original Extensions: 1.62
My Extensions: 1.24
Releasebuild:
Manual: 1.00
Original Extensions: 1.51
My Extensions: 1.00
Mein Code:
internal static class RWLSExtension
{
public static ReadLockHelper ReadLock(this ReaderWriterLockSlim readerWriterLock)
{
return new ReadLockHelper(readerWriterLock);
}
public static UpgradeableReadLockHelper UpgradableReadLock(this ReaderWriterLockSlim readerWriterLock)
{
return new UpgradeableReadLockHelper(readerWriterLock);
}
public static WriteLockHelper WriteLock(this ReaderWriterLockSlim readerWriterLock)
{
return new WriteLockHelper(readerWriterLock);
}
public struct ReadLockHelper : IDisposable
{
private readonly ReaderWriterLockSlim readerWriterLock;
public ReadLockHelper(ReaderWriterLockSlim readerWriterLock)
{
readerWriterLock.EnterReadLock();
this.readerWriterLock = readerWriterLock;
}
public void Dispose()
{
this.readerWriterLock.ExitReadLock();
}
}
public struct UpgradeableReadLockHelper : IDisposable
{
private readonly ReaderWriterLockSlim readerWriterLock;
public UpgradeableReadLockHelper(ReaderWriterLockSlim readerWriterLock)
{
readerWriterLock.EnterUpgradeableReadLock();
this.readerWriterLock = readerWriterLock;
}
public void Dispose()
{
this.readerWriterLock.ExitUpgradeableReadLock();
}
}
public struct WriteLockHelper : IDisposable
{
private readonly ReaderWriterLockSlim readerWriterLock;
public WriteLockHelper(ReaderWriterLockSlim readerWriterLock)
{
readerWriterLock.EnterWriteLock();
this.readerWriterLock = readerWriterLock;
}
public void Dispose()
{
this.readerWriterLock.ExitWriteLock();
}
}
}
Meine Vermutung (Sie müßten, um sicherzustellen, Profil) ist, dass der Leistungsabfall der Einweg-Instanzen nicht von der Erstellung ist (sie sollte recht billig sein, wobei structs). Stattdessen erwarte ich, es ist von der Aktion Delegierten zu schaffen. Sie könnten versuchen, die Umsetzung Ihrer Einweg-Struktur zu ändern, die Instanz von ReaderWriterLockSlim zu speichern, anstatt einen Aktions Delegierten zu schaffen.
Edit:. @ 280Z28 der Post bestätigt, dass sie die Heapzuordnung Aktions Delegierten ist, dass die Verlangsamung verursacht
