執行緒上下文切換的效能損耗測試
執行緒上下文切換的效能損耗到底有多少，一直沒有直觀的理解，今天寫個程式測試一下。先看看下面的程式（點選下載）：
ThreadTester是所有Tester的基類。所有的Tester都乾的是同樣一件事情，把counter增加到100000000，每次只能加1。
1: public abstract class ThreadTester
2: {
3: public const long MAX_COUNTER_NUMBER = 100000000;
4:
5: private long _counter = 0;
6:
7: //獲得計數
8: public virtual long GetCounter()
9: {
10: return this._counter;
11: }
12:
13: //增加計數器
14: protected virtual void IncreaseCounter()
15: {
16: this._counter += 1;
17: }
18:
19: //啟動測試
20:public abstract void Start();
21:
22: //獲得Counter從開始增加到現在的數字所耗的時間
23: public abstract long GetElapsedMillisecondsOfIncreaseCounter();
24:
25: //測試是否正在執行
26: public abstract bool IsTesterRunning();
27: }
SingleThreadTester是單執行緒計數。
1: classSingleThreadTester : ThreadTester
2: {
3: private Stopwatch _aStopWatch = new Stopwatch();
4:
5: public override void Start()
6: {
7: _aStopWatch.Start();
8:
9: Thread aThread = new Thread(() => WorkInThread());
10: aThread.Start();
11: }
12:
13: public override long GetElapsedMillisecondsOfIncreaseCounter()
14: {
15: return this._aStopWatch.ElapsedMilliseconds;
16: }
17:
18: public override bool IsTesterRunning()
19: {
20: return _aStopWatch.IsRunning;
21: }
22:
23: private void WorkInThread()
24: {
25: while (true)
26: {
27: if (this.GetCounter() > ThreadTester.MAX_COUNTER_NUMBER)
28: {
29: _aStopWatch.Stop();
30: break;
31: }
32:
33: this.IncreaseCounter();
34: }
35: }
36: }
TwoThreadSwitchTester是兩個執行緒交替計數。
1: class TwoThreadSwitchTester : ThreadTester
2: {
3: private Stopwatch _aStopWatch = new Stopwatch();
4: private AutoResetEvent _autoResetEvent = new AutoResetEvent(false);
5:
6: public override void Start()
7: {
8: _aStopWatch.Start();
9:
10: Thread aThread1 = new Thread(() => Work1InThread());
11: aThread1.Start();
12:
13: Thread aThread2 = new Thread(() => Work2InThread());
14: aThread2.Start();
15: }
16:
17: public override long GetElapsedMillisecondsOfIncreaseCounter()
18: {
19: return this._aStopWatch.ElapsedMilliseconds;
20: }
21:
22: public override bool IsTesterRunning()
23: {
24: return _aStopWatch.IsRunning;
25: }
26:
27: private void Work1InThread()
28: {
29: while (true)
30: {
31: _autoResetEvent.WaitOne();
32:
33: this.IncreaseCounter();
34:
35: if (this.GetCounter() > ThreadTester.MAX_COUNTER_NUMBER)
36: {
37: _aStopWatch.Stop();
38: break;
39: }
40:
41: _autoResetEvent.Set();
42: }
43: }
44:
45: private void Work2InThread()
46: {
47: while (true)
48: {
49: _autoResetEvent.Set();
50: _autoResetEvent.WaitOne();
51: this.IncreaseCounter();
52:
53: if (this.GetCounter() > ThreadTester.MAX_COUNTER_NUMBER)
54: {
55: _aStopWatch.Stop();
56: break;
57: }
58: }
59: }
60: }
MultiThreadTester可以指定執行緒數，多個執行緒爭搶計數。
1: class MultiThreadTester : ThreadTester
2: {
3: private Stopwatch _aStopWatch = new Stopwatch();
4: private readonly int _threadCount = 0;
5: private readonly object _counterLock = new object();
6: Mutex mutex ;
7: public MultiThreadTester(int threadCount)
8: {
9: this._threadCount = threadCount;
10: }
11:
12: public override void Start()
13: {
mutex = new Mutex(true); mutex.ReleaseMutex();
14: _aStopWatch.Start();
15:
16: for (int i = 0; i < _threadCount; i++)
17: {
18: Thread aThread = new Thread(() => WorkInThread());
19: aThread.Start();
20: }
21: }
22:
23: public override long GetElapsedMillisecondsOfIncreaseCounter()
24: {
25: return this._aStopWatch.ElapsedMilliseconds;
26: }
27:
28: public override bool IsTesterRunning()
29: {
30: return _aStopWatch.IsRunning;
31: }
32:
33: private void WorkInThread()
34: {
mutex.WaitOne();
35: while (true)
36: {
37: //lock (_counterLock)
38: //{
39: if (this.GetCounter() > ThreadTester.MAX_COUNTER_NUMBER)
40: {
41: _aStopWatch.Stop();
42: break;
43: }
44:
45: this.IncreaseCounter();
46: //}
47: }
mutex.ReleaseMutex();
48: }
49: }
Program的Main函式中，根據使用者的選擇來決定執行哪個測試類。
1: class Program
2: {
3: static void Main(string[] args)
4: {
5:
6: string inputText = GetUserChoice();
7:
8: while (!"4".Equals(inputText))
9: {
10: ThreadTester tester = GreateThreadTesterByInputText(inputText);
11: tester.Start();
12:
13: while (true)
14: {
15: Console.WriteLine(GetStatusOfThreadTester(tester));
16: if (!tester.IsTesterRunning())
17: {
18: break;
19: }
20: Thread.Sleep(100);
21: }
22:
23: inputText = GetUserChoice();
24: }
25:
26: Console.Write("Click enter to exit...");
27: }
28:
29: private static string GetStatusOfThreadTester(ThreadTester tester)
30: {
31: return string.Format("[耗時{0}ms] counter = {1}, {2}",
32: tester.GetElapsedMillisecondsOfIncreaseCounter(), tester.GetCounter(),
33: tester.IsTesterRunning() ? "running" : "stopped");
34: }
35:
36: private static ThreadTester GreateThreadTesterByInputText(string inputText)
37: {
38: switch (inputText)
39: {
40: case "1":
41: return new SingleThreadTester();
42: case "2":
43: return new TwoThreadSwitchTester();
44: default:
45: return new MultiThreadTester(100);
46: }
47: }
48:
49: private static string GetUserChoice()
50: {
51: Console.WriteLine(@"==Please select the option in the following list:==
52: 1. SingleThreadTester
53: 2. TwoThreadSwitchTester
54: 3. MultiThreadTester
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