示例4：锁长期等待

多线程程序，经常存在锁不合理长期占用的问题。本示例主要针对这一问题，通过鲲鹏DevKit系统性能分析工具资源调度功能来观测，建议用户分析业务逻辑将不需要锁的计算移出互斥量加锁操作。

请从Github下载代码样例，执行以下命令赋予所有用户可读、可写和可执行权限。

样例代码文件为：pthread_mutex_long.c和pthread_mutex_long_mod.c。

        
             chmod 777 pthread_mutex_long.c  pthread_mutex_long_mod.c

程序准备。

编译pthread_mutex_long.c并赋予执行文件所有用户可读、可写和可执行权限。

          
               gcc -g pthread_mutex_long.c -o pthread_mutex_long -lpthread -lm && chmod 777 pthread_mutex_long

若使用的GCC版本为10.x.x及以上，因该版本默认启用LSE指令集，可能优化效果不明显，建议编译程序时添加参数“-march=armv8-a+nolse -mno-outline-atomics”用以禁用该指令集。

绑核到CPU 0-3，使用后台运行程序，需要确定0-3核上没有其他程序正在绑核运行。nohup命令使得即使退出账户之后会继续运行相应的进程，防止任务中断。

          
               nohup taskset -c 0-3 ./pthread_mutex_long >>pthread_mutex_long.out 2>&1 &

程序运行的标准输出（1）将会保存到pthread_mutex_long.out文件，错误信息（2）会重定向到pthread_mutex_long.out文件。

采用进程/线程性能分析，观察消耗CPU资源的进程。

创建进程/线程分析任务，并启动分析。

查看采集分析结果。
为便于观察消耗CPU资源的进程，可单击%CPU列旁边的按钮进行降序排列，如图1所示，显示pthread_mutex_long程序在消耗大量的CPU资源。

图1 进程/线程分析结果排序

采用系统级的资源调度分析，观察pthread_mutex_long程序进程和线程的切换次数及抢占情况。

创建系统级的资源调度分析任务，并启动分析。

查看采集分析结果。
图2 冷火焰图

输入进程名单击搜索框旁的按钮，筛选pthread_mutex_long进程，如图2所示。
在“CPU/进程统计”的页签中，查看进程/线程详情。
图3 CPU/进程统计分析结果

CPU切换链路频繁极有可能是锁互斥量操作。其中一个线程长期占用锁，导致另一个线程无法得到锁而长期等待。

结束程序。

通过jobs -l查看pthread_mutex_long程序运行PID（如果程序尚未结束，可以看到后台运行的程序），通过kill -9结束进程。

        
             jobs -l
kill -9 <pthread_mutex_long程序PID>

将不需要互斥的操作移到pthread_mutex_unlock()之后。

程序准备。

编译pthread_mutex_long_mod.c并赋予执行文件所有用户可读、可写、可执行权限。

          
               gcc -g pthread_mutex_long_mod.c -o pthread_mutex_long_mod -lpthread -lm && chmod 777 pthread_mutex_long_mod

绑核到CPU 0-3，使用后台运行程序，需要确定0-3核上没有其他程序正在绑核运行。

          
               nohup taskset -c 0-3 ./pthread_mutex_long_mod >>pthread_mutex_long_mod.out 2>&1 &

程序运行的标准输出（1）将会保存到pthread_mutex_long_mod.out文件，错误信息（2）会重定向到pthread_mutex_long_mod.out文件。

采用系统级的资源调度分析。

创建系统级的资源调度分析任务，并启动分析。

查看采集分析结果。
图4 冷火焰图

在搜索框中输入进程名后单击搜索框旁的按钮，选择pthread_mutex_long_mod，如图4，发现优化后搜索不到对应信息，锁优化策略有效。
切换“CPU/进程统计”页签，查看线程情况。
图5 CPU/进程统计分析结果

如图5所示，进程切换链路明显减少，线程可以并发运行不需要互斥操作的计算，大幅度提升了计算性能。

结束样例程序。

通过jobs -l查看pthread_mutex_long_mod程序运行PID（如果程序尚未结束，可以看到后台运行的程序），通过kill -9结束进程。

        
             jobs -l
kill -9 <pthread_mutex_long_mod程序PID>

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