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c# SpinWait.SpinUntil 的用法 c#自旋等待和阻塞等待

星降

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发布时间:2026-01-21 05:31:35

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来源于php中文网

原创

SpinWait.SpinUntil仅适用于等待极短时间内(微秒级)即可满足的轻量条件,如无锁结构中轮询volatile或Interlocked变量;不可用于I/O、网络、定时器等场景,且必须显式指定超时,谓词须无副作用、不阻塞、不分配。

c# spinwait.spinuntil 的用法 c#自旋等待和阻塞等待

SpinWait.SpinUntil 什么时候该用、什么时候不该用

它只适合等待一个几乎立刻就能变成 true 的条件,比如等待某个标志位被另一个线程极快地设置。一旦等待时间超过几微秒到几十微秒,SpinWait.SpinUntil 就开始浪费 CPU,比直接用 Task.WaitMonitor.Wait 更低效。

常见误用场景包括:等 I/O 完成、等数据库响应、等网络回调、等定时器触发——这些统统不该自旋。

  • 适合:无锁结构中等待另一个线程更新一个 volatile 字段或 Interlocked 变量
  • 不适合:替代 Thread.SleepAutoResetEvent.WaitOneTask.Delay(...).Wait()
  • 风险:在单核 CPU 或线程被抢占时,可能无限循环(除非传入超时)

SpinUntil 的参数和超时必须显式控制

SpinWait.SpinUntil 有两个重载,最常用的是带 FuncTimeSpan 的那个。不传超时(只用谓词版本)等于裸奔——没有兜底机制,一旦条件永不满足,线程就卡死。

即使加了超时,也要注意:超时后方法返回 false,但自旋本身不会主动中断正在执行的谓词;如果谓词里有副作用或耗时操作,超时判断会被延迟。

  • 务必使用带 TimeSpan 的重载,例如:SpinWait.SpinUntil(() => ready, TimeSpan.FromMilliseconds(10))
  • 谓词函数应轻量:只读字段、Interlocked.ReadVolatile.Read,避免锁、IO、分配
  • 不要在谓词里调用 Thread.Sleepawait —— 它不是异步方法

自旋等待 vs 阻塞等待:底层行为差异很实在

自旋是“忙等”:线程持续占用 CPU 周期反复检查条件,不放弃执行权;阻塞等待(如 ManualResetEvent.WaitOne)会让线程进入内核等待状态,交出 CPU,由操作系统调度唤醒。

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这意味着:

  • 自旋在多核且等待极短时延迟更低(避免用户态/内核态切换开销)
  • 阻塞等待在任意等待时长下都更省电、更公平,尤其在线程数 > 核心数时
  • SpinWait 内部会自动退避(spin → pause → yield),但它无法感知系统负载,退避策略固定
var spin = new SpinWait();
while (!condition && !timeoutElapsed)
{
    if (spin.NextSpinWillYield) Thread.Sleep(0); // 它自己决定何时让出
    spin.SpinOnce();
}

容易被忽略的细节:SpinWait 实例不能复用、也不该共享

每个 SpinWait 实例维护自己的退避状态(比如已自旋多少次、是否该 yield)。多个线程共用同一个实例会导致退避逻辑错乱,可能过早 yield 或迟迟不 yield。

官方文档明确说:SpinWait 实例不应跨线程共享,也不建议缓存复用。每次需要自旋,就用静态方法 SpinWait.SpinUntil,或者新建局部实例。

  • 错误写法:private static readonly SpinWait s_wait = new(); 然后多线程调用 s_wait.SpinOnce()
  • 正确写法:直接调用 SpinWait.SpinUntil(...),或在方法内 var wait = new SpinWait(); while(...) wait.SpinOnce();
  • 注意:SpinWait.SpinUntil 是静态方法,内部会管理好单次自旋上下文,无需你操心实例

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