Java CAS操作的执行速度比C等效的快,为什么？

Question

• 这里我有Java和C代码尝试使用CAS进行原子增量操作.
• 将长变量从0增加到500,000,000.
• C:所用时间:7300ms
• Java:拍摄时间:2083ms
• 任何人都可以仔细检查这些结果吗？因为我简直无法相信他们.
• 谢谢

Java代码:

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;

public class SmallerCASTest {

    public static void main(String[] args){
        final long MAX = 500l * 1000l * 1000l;
        final AtomicLong counter = new AtomicLong(0);

        long start = System.nanoTime();
        while (true) {
            if (counter.incrementAndGet() >= MAX) {
                break;
            }
        }

        long casTime = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(System.nanoTime() - start);
        System.out.println("Time Taken=" + casTime + "ms");
    }

}

C代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define NITER 500000000


int main (){
   long val = 0;     
   clock_t starttime = clock ();
    while (val < NITER){
      while (1){
        long current = val;
        long next = current+1;
        if ( __sync_bool_compare_and_swap (&val, current, next))
            break;
      }
     } 
   clock_t castime = (clock()-starttime)/ (CLOCKS_PER_SEC / 1000);
   printf ("Time taken : %d ",castime);
}

run.sh

#!/bin/bash

gcc -O3 test.c -o test.o
echo -e "\nC"
./test.o
javac SmallerCASTest.java
echo -e "\nJava"
java SmallerCASTest

其他详情:

System : Linux XXXXXXXXX #1 SMP Thu Mar 22 08:00:08 UTC 2012 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

gcc --version:
 gcc (GCC) 4.4.6 20110731 (Red Hat 4.4.6-3)

java -version: 
java version "1.6.0_31"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.6.0_31-b04)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 20.6-b01, mixed mode)

Answer 1

你正在比较苹果和橘子,我相信你的预期.该java版本是一个真正的CAS与失败重试,而C版本使用什么我在调用java一个synchronized形式.

有关详细信息,请参阅此问题.

请参阅该问题的答案,以支持其所说的叙述A full memory barrier is created when this function is invoked,即在java术语中,这是一个synchronized电话.

尝试使用_compare_and_swap以相同的方式AtomicLong使用其java等价物,即旋转函数,直到值更改为您想要的值.

添加:

我找不到一个确切的C++等价的java,AtomicLong但这并不意味着没有一个.从本质上讲,AtomicLong任何时候都可以通过任何线程更改,只有其中一个成功.但是,更改将是一致的,即更改将是由一个或另一个线程更改的结果,它不会是两者的组合.如果线程A尝试将值更改为0xffff0000(或等效的64位数),而线程B尝试更改为0x0000ffff(同上),则结果将是两个值中的任何一个,更具体地说,它将不是 0x00000000或0xffffffff(除非是当然第三个线程涉及).

本质上,AtomicLong具有完全没有同步这以外.

Answer 2

编辑确实，正如您所指出的，java似乎使用CAS操作来实现incrementAndGet。

我的测试似乎表明 C 和 Java 版本具有大致相同的性能（这是有道理的，因为耗时的部分是原子的，而不是 java 或 C 编译器设法完成的其余部分的任何优化）。

所以在我的机器（Xeon X3450）上，java版本需要~4700 ms，C版本~4600 ms，使用__sync_add_and_fetch()的C版本~3800 ms（这表明java可以在这里改进，而不是在上面实现所有原子操作） CAS 顶部）。

java版本是

java version "1.6.0_24"
OpenJDK Runtime Environment (IcedTea6 1.11.4) (6b24-1.11.4-1ubuntu0.10.04.1)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 20.0-b12, mixed mode)

GCC 是 4.4.3，x86_64。

操作系统是 Ubuntu 10.04 x86_64。

所以我只能得出结论，你的测试中有些东西似乎很可疑。