C++11：互斥锁对程序性能的影响

在多线程中，对数据的保护机制，我们用到了互斥量、临界区、读写锁、条件变量等方法。一直以来都有些担心锁会降低程序的性能，尽管它是必须的，但究竟它能降低多少呢？那只有靠数据说话，下面的代码是2个线程同时操作一个变量：class TestA
{
public:
explicit TestA() {}
explicit TestA(int n) : _cnt(n)
{
_count = 0;
_max = 0xFFFF;
_tBegin = GetTickCount();
}
~TestA() {}

void BeginThread()
{
_thrd1.SetLoopInterval(1);
_thrd1._funcRunLoop = [this](void* p) {
unique_lock<std::mutex> lck(_mt);
if (_cnt >= _max)
{
_tEnd = GetTickCount();
cout << endl << "耗时：" << _tEnd - _tBegin << endl;
cout << endl << "执行次数：" << _count << endl;
return false;
}
_cnt -= 1;
_count++;
cout << _cnt << "\t";
return true;
};
_thrd1.Start();

_thrd2.SetLoopInterval(1);
_thrd2._funcRunLoop = [this](void* p) {
unique_lock<std::mutex> lck(_mt);
if (_cnt >= _max)
{
_tEnd = GetTickCount();
cout << endl << "耗时：" << _tEnd - _tBegin << endl;
cout << endl << "执行次数：" << _count << endl;
return false;
}
_cnt += 2;
_count++;
cout << _cnt << "\t";
return true;
};
_thrd2.Start();
}
void StopThread()
{
_thrd1.Stop();
_thrd2.Stop();
}

private:
int _cnt, _max, _count;
DWORD _tBegin, _tEnd;

std::mutex _mt;
LoopThread<TestA> _thrd1;
LoopThread<TestA> _thrd2;
};

int main()
{
TestA ta(1);
ta.BeginThread();

getchar();
ta.StopThread();

return 0;
}

注释：LoopThread是我封装的一个C++11线程类执行上面的程序耗时65692毫秒，如下图所示：



注意：每次执行耗费的时间都不大相同，但差别不是很大
将线程中锁去掉后（即这行代码：unique_lock<std::mutex> lck(_mt)），执行上述程序耗时65646毫秒，如下图所示：



总结1：2个线程总共执行了大概130435~130836次，添加互斥锁耗时（65692毫秒）－没有互斥锁耗时（65646毫秒）= 46毫秒，也就是说执行1000次互斥锁大概耗时0.35毫秒，这差别微乎其微。
而且大家注意到没，没有加锁的情况下，线程执行的次数（130836次）要比加锁执行的次数（131053）要少，如果按照每次执行线程函数所耗时计算，添加互斥锁每次执行时间：65692 / 131053 = 0.5012628478554478（毫秒/次），没添加互斥锁每次执行时间：65646 / 130836 = 0.5017426396404659（毫秒/次），这样算来添加了互斥锁每次执行的时间反而较少（当然了，输出的数据每次都有微小的差别）。
总结2：从以上数据可以看出，C++11互斥锁机制的效率还是很高的，几乎不怎么占用时间，所以以后不用担心锁机制带来的效率降低的问题了。