SpinLock이란?
SpinLock은 만약 다른 스레드가 lock을 소유하고 있다면 그 lock이 반환될 때까지 계속 확인하며 기다린다.
💻 코드
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class SpinLock
{
volatile bool _locked = false;
// Enter
public void Acquire()
{
// 잠김이 풀리기를 기다린다.
while (_locked == true)
{
}
// 내꺼!
_locked = true;
}
// Exit
public void Release()
{
_locked = false;
}
}
class Program
{
static int _num = 0;
static SpinLock _lock = new SpinLock();
static void Thread_1()
{
for(int i=0; i<100000; i++)
{
_lock.Acquire();
_num++;
_lock.Release();
}
}
static void Thread_2()
{
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
_lock.Acquire();
_num--;
_lock.Release();
}
}
static void Main(string[] args)
{
Task t1 = new Task(Thread_1);
Task t2 = new Task(Thread_2);
t1.Start();
t2.Start();
Task.WaitAll(t1, t2);
Console.WriteLine(_num);
}
}
다음 코드와 같이 실행하게 되면 _num의 값은 0이 아니라 아에 다른값이 나오는 것을 확인할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 두가지 방법이 있다.
Interlocked.Exchange(ref location, value);Interlocked.CompareExChange(ref location, desired, expected);
Interlocked.Exchange
Interlocked.Exchange를 코드로 풀어보면 아래와 같은 느낌이다.
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public void Acquire()
{
while (true)
{
int original = _locked;
_locked = 1;
if (original == 0)
break;
}
}
하지만 이렇게 구현 한다면 두줄의 코드를 거쳐 실행되기 때문에 공동으로 사용되는 _locked가 다른 스레드에서 사용될 수도 있다.
이 때문에 한줄로 구현해줄 필요가 있으며 구현 방법은 다음과 같다.
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public void Acquire()
{
while (true)
{
int original = Interlocked.Exchange(ref _locked, 1);
if (original == 0)
break;
}
}
Interlocked.Exchange(ref _locked, 1)가 실행되면 _locked에 1을 넣게된다.
Interlocked.Exchange의 반환값은 _locked에 1이 들어가기 전의 값을 반환해준다.
Interlocked.CompareExchange
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public void Acquire()
{
while (true)
{
// CAS Compare-And-Swap
// Interlocked.CompareExchange를 풀어보면 아래와 같은 느낌이다.
// if (_locked == 0)
// _locked = 1;
// 인자값을 넘겨줄 때 0, 1로 넘겨줘도 되지만 이해하기 슆게 expected, desired를 선언했다.
int expected = 0;
int desired = 1;
if (Interlocked.CompareExchange(ref _locked, desired, expected) == expected)
break;
}
}
Interlocked.CompareExChange는 Interlocked.Exchange와 비슷하지만 조금 더 정교하다.
사용법은 _locked의 이전값이 expected라면 _locked에 desired 값을 반환한다.
리턴값은 Exchange와 똑같이 이전 값을 리턴한다.
기다린 후 재요청하는 3가지 방법.
- Thread.Sleep(1); : 무조건 휴식 -> 무조건 1ms 정도 쉰다.
- Thread.Sleep(0); : 조건부 양보 -> 나보다 우선순위가 낮은 애들한테는 양보 불가 -> 우선순위가 나보다 같거나 높은 쓰레드가 없으면 본인이 선택됨.
- Thread.Yield(); : 관대한 양보 -> 관대하게 양보할테니, 지금 실행이 가능한 스레드가 있으면 실행 -> 실행 가능한 애가 없으면 남은 시간 소진.
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volatile bool _locked = false;
// Enter
public void Acquire()
{
while (true)
{
if (Interlocked.CompareExChange(ref _locked, 1, 0) == 0)
break;
// 상황에 맞게 사용.
Thread.Sleep(1);
Thread.Sleep(0);
Thread.Yield();
}
}
기본적으로 OS 단에 요청하는 거의 모든 API (Console.Write, Sleep 등)은
CPU 사용권을 일단 반납하고 운영체제 쪽에서 다음 처리를 판별하게 되기 때문에 Context Switching이 일어난다.