多線程互斥實驗：CPU 親和性設定導致效能災難

問題背景

在 Windows 平台使用 Peterson 演算法模擬兩執行緒互斥，開發者為了「確保單核執行」將兩個執行緒綁定至同一 CPU 核心（SetThreadAffinityMask(hThread, 1)），導致計數器達到 800 萬次以上時程式卡死數十分鐘無法結束。

根本原因

雙執行緒搶佔同一邏輯核心：當兩個執行緒被強制綁定在同一 CPU 核心上，作業系統必須頻繁進行上下文切換。Peterson 演算法的 while(c2 && (will_wait == 1)) 忙等待迴圈會佔滿該核心的時間片，導致另一執行緒幾乎無法獲得執行機會，互斥邏輯退化為串行甚至活鎖，極大拖慢執行速度。

正確做法

1. 移除親和性綁定，讓 OS 排程器自動將執行緒分派到不同核心，實現真正的並行。
2. 若必須測試單核情境，應使用 Sleep(0) 或 SwitchToThread() 主動讓出時間片，避免忙等待佔死核心。
3. 生產環境優先使用關鍵區（CRITICAL_SECTION）、互斥體（Mutex）等核心同步物件，而非手寫演算法。

修正後代碼片段

int main() {
    HANDLE hFirst = CreateThread(NULL, 0, run1, NULL, 0, NULL);
    HANDLE hSecond = CreateThread(NULL, 0, run2, NULL, 0, NULL);
    // 刪除 SetThreadAffinityMask 調用，讓執行緒自然分佈
    WaitForSingleObject(hFirst, INFINITE);
    WaitForSingleObject(hSecond, INFINITE);
    system("PAUSE");
    return 0;
}

經驗總結

「綁定同一核心」看似能控制變因，實則破壞了多核並行優勢，並使忙等待演算法失效。多線程同步實驗應在多核環境下自然運行，或使用正規同步原語。