[C#.NET][Thread] 善用 SpinWait 处理 线程空转 以利提升性能

[C#.NET][Thread] 善用 SpinWait 处理 线程空转 以利提升性能

当我们在处理一个线程时，若需要同步等待时，以往可能会常用 Thread.Sleep，但 Thread.Sleep 会消耗 CPU 的时间配置，所以我们可以使用 Thread.SpinWait 方法 、SpinWait 结构

在 .NET4.0 以前，可以使用 Thread.SpinWait 方法

下图出自http://msdn.microsoft.com/zh-tw/library/system.threading.thread.spinwait.aspx

在 .NET4.0 以后，可以使用 SpinWait 结构

下图出自http://msdn.microsoft.com/zh-tw/library/ee722114.aspx

下图出自http://msdn.microsoft.com/zh-tw/library/system.threading.spinwait.aspx

看来，MSDN 则是建议使用 SpinWait 结构

来看个例子：

以往我常用 Stopwatch 来搭配 Thread.Sleep 来达到空转等待的目的

public void Start(Action action)
{
    if (this.IsRunning)
    {
        return;
    }

    this.IsRunning = true;

    Task.Factory.StartNew(() =>
    {
        Stopwatch watch = new Stopwatch();
        while (this.IsRunning)
        {
            watch.Restart();
            action.Invoke();

            while (watch.ElapsedMilliseconds < this.Interval)
            {
                Thread.Sleep(1);
            }
        }
    });
}

把 this.Interval = 1 观察工作管理员结果，CPU 大约用掉了 2% (这在不同的机器会有不同的结果)。

若是把 Thread.Sleep(1) 拿掉，CPU 负荷将近半载

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现在则把 Thread.Sleep拿掉，改用 SpinWait.SpinUntil 来运行空转等待。

第一个参数是离开空转的条件，第二个参数是离开空转的时间，只要任一参数满足，则离开空转。

public void Start(Action action)
{
    if (this.IsRunning)
    {
        return;
    }

    this.IsRunning = true;

    Task.Factory.StartNew(() =>
    {
        while (this.IsRunning)
        {
            action.Invoke();
            SpinWait.SpinUntil(() => !this.IsRunning, this.Interval);
        }
    });
}

我们同样用 this.Interval = 1 来观察空转的效果，结果是 0%，很明显的这样的写法的确是胜于上一个方法。

结论：

PS.基本上 UI 更新的越快CPU飙的越高，若没有空转 UI 没办法更新。

所以我们可以把 Thread.Sleep(1) 可以换成 SpinWait.SpinUntil(() => false, 1)

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完整程序，它没有防呆，请不要将 TextBox 设成 0 或空。

public class Polling
{
    private int _interval = 1000;

    public int Interval
        {
            get { return _interval; }
            set { _interval = value; }
        }
    public bool IsRunning { get; internal set; }

    public void Start(Action action)
    {
        if (this.IsRunning)
        {
            return;
        }

        this.IsRunning = true;

        Task.Factory.StartNew(() =>
        {
            while (this.IsRunning)
            {
                action.Invoke();
                SpinWait.SpinUntil(() => !this.IsRunning, this.Interval);
            }
        });
    }

    public void Stop()
    {
        if (!this.IsRunning)
        {
            return;
        }
        this.IsRunning = false;
    }
}

建立Winform项目，建立以下控件

用户端，调用方式，这里是使用 SynchronizationContext 更新 UI

public partial class Form1 : Form
{
    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
        m_SynchronizationContext = SynchronizationContext.Current;
    }

    private SynchronizationContext m_SynchronizationContext;

    private Polling _polling = new Polling();
    private int _counter = 0;

    private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        this._polling.Interval = int.Parse(this.textBox1.Text);
        this._polling.Start(() =>
        {
            this._counter++;
            m_SynchronizationContext.Post(a => { this.label1.Text = this._counter.ToString(); }, null);
        });
    }

    private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        this._polling.Stop();
    }
}

若有谬误，烦请告知，新手发帖请多包涵

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原文:大专栏  [C#.NET][Thread] 善用 SpinWait 处理 线程空转 以利提升性能