详解c# SpinWait
spinwait封装常见旋转逻辑。在单处理器计算机上，始终使用 "生成" 而不是 "繁忙等待"，在装有超线程技术的 intel 处理器的计算机上，这有助于防止硬件线程不足。spinwait 封装了一种很好的旋转和真正的生成。
spinwait是一个值类型，这意味着低级别代码可以使用 spinwait，而不必担心不必要的分配开销。spinwait 对于普通应用程序通常不起作用。在大多数情况下，应使用由 .net framework 提供的同步类，如 monitor 。但在需要自旋等待的大多数情况下， spinwait 类型应优先于 thread.spinwait 方法。
system.threading.spinwait 是一种轻型同步类型，可用于低级方案，以避免执行内核事件所需的高成本上下文切换和内核转换。在多核计算机上，如果不得长时间保留资源，更高效的做法是，先让等待线程在用户模式下旋转几十或几百个周期，再重试获取资源。如果资源在旋转后可用，便节省了几千个周期。如果资源仍不可用，那么也只花了几个周期，仍可以进入基于内核的等待。这种“旋转后等待”的组合有时称为“两阶段等待操作” 。
spinwait 旨在与包装内核事件（如 manualresetevent）的 .net framework 类型结合使用。spinwait 本身也可以仅在一个程序中用于提供基本的旋转功能。
spinwait 不仅仅只是空循环。谨慎实现后，它可以提供适用于一般情况的正确旋转行为，并且本身能够在旋转时间够长（大致是内核转换所需的时间长度）时自行启动上下文切换。例如，在单核计算机上，spinwait 会立即生成线程的时间片，因为旋转会阻止所有线程取得进展。即使在多核计算机上，spinwait 也会生成时间片，以防等待线程阻止优先级较高的线程或垃圾回收器。因此，若要在两阶段等待操作中使用 spinwait，建议在 spinwait 本身启动上下文切换前，先调用内核等待。spinwait 提供每次调用 spinonce 前都可以检查的 nextspinwillyield 属性。如果此属性返回 true，启动自己的等待操作。
看完官方说明一脸懵逼，将上面的语言用通俗的话来说，thread.sleep方法在执行时，会将阻止的时间的cpu切换至其他等待的进程，等到thread.sleep等待时间到后，再获取cpu的控制权继续执行下一步操作；spinwait提供了while循环方法，在等待通过循环来阻止当前cpu的释放，一直等待当前方法执行完成然后释放。我们都知道进程在切换的时候会有时间与内存的消耗，所以尽可能使用spinwait替代thread.sleep。
现在我们看下spinwait结构中的代码：
/// <summary>
/// 循环一次
/// </summary>
/// <remarks>
/// this is typically called in a loop, and may change in behavior based on the number of times a
/// <see cref="spinonce"/> has been called thus far on this instance.
/// </remarks>
public void spinonce()
{
if (nextspinwillyield)
{
int yieldssofar = (m_count >= yield_threshold ? m_count - yield_threshold : m_count);
//③循环到20次时，执行thread.sleep(01)
if ((yieldssofar % sleep_1_every_how_many_times) == (sleep_1_every_how_many_times - 1))
{
//当前线程挂起，让出cpu
//所有挂起的线程都有机会竞争当前时间片段，不限制线程优先级
thread.sleep(1);
}
//②执行thread.yield()5次后，执行thread.sleep(0)
else if ((yieldssofar % sleep_0_every_how_many_times) == (sleep_0_every_how_many_times - 1))
{
//当前线程挂起，让出cpu
//(只允许那些优先级相等或更高的线程使用当前的cpu。
//如果没有，那当前线程会重新使用cpu时间片)
//（上面已说明，后续补充实现）
thread.sleep(0);
}
else
{
//当前线程挂起（执行状态->就绪状态）， 让出cpu，
//（后续补充实现逻辑）
thread.yield();
}
}
else
{
//线程等待
//4,8,16,32,64...位运算，2的n次方
//①循环10次
thread.spinwait(4 << m_count);
}
// m_count 递增; m_count 达到最大值后回滚count =10
m_count = (m_count == int.maxvalue ? yield_threshold : m_count + 1);
}
/// <summary>
/// 重置循环计数器
/// </summary>
public void reset()
{
m_count = 0;
}
#region static methods
/// <summary>
/// 循环.直到condition返回true
/// </summary>
public static void spinuntil(func<bool> condition)
{
spinuntil(condition, timeout.infinite);
}
/// <summary>
/// 循环，直到condition返回true或者时间达到timeout
/// </summary>
public static bool spinuntil(func<bool> condition, timespan timeout)
{
//校验时间格式是否正确
int64 totalmilliseconds = (int64)timeout.totalmilliseconds;
if (totalmilliseconds < -1 || totalmilliseconds > int32.maxvalue)
{
throw new system.argumentoutofrangeexception(
"timeout", timeout, "spinwait_spinuntil_timeoutwrong");
}
return spinuntil(condition, (int)timeout.totalmilliseconds);
}
/// <summary>
/// 直到condition返回true或者时间达到timeout.
/// </summary>
public static bool spinuntil(func<bool> condition, int millisecondstimeout)
{
//校验时间格式
if (millisecondstimeout < timeout.infinite)
{
throw new argumentoutofrangeexception(
"millisecondstimeout", millisecondstimeout, "spinwait_spinuntil_timeoutwrong");
}
//空值校验
if (condition == null)
{
throw new argumentnullexception("condition", "spinwait_spinuntil_argumentnull");
}
uint starttime = 0;
if (millisecondstimeout != 0 && millisecondstimeout != timeout.infinite)
{
//自上次启动计算机以来所经过的时间（以毫秒为单位）。
starttime = timeouthelper.gettime();
}
spinwait spinner = new spinwait();
while (!condition())
{
if (millisecondstimeout == 0)
{
return false;
}
spinner.spinonce();
//计时
if (millisecondstimeout != timeout.infinite && spinner.nextspinwillyield)
{
if (millisecondstimeout <= (timeouthelper.gettime() - starttime))
{
return false;
}
}
}
return true;
}
#endregion
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