C# - WaitOnAddress Win32 API 사용

Windows 8부터 새로 생긴 Win32 API 중에 WaitOnAddress를 살펴보겠습니다.

WaitOnAddress function
; https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/synchapi/nf-synchapi-waitonaddress

이 함수를 사용하는 간단한 코드를 C++로 만들어 보면 다음과 같습니다.

#include "stdafx.h"
#include <synchapi.h>
#include <thread>

#pragma comment(lib, "Synchronization.lib")

int main()
{
    int age = 5;
    int ageCompare = 5;

    char tmpbuf[128];

    int *pAge = &age;
    int *pCompareAge = &ageCompare;

    std::thread t([&]() {
        Sleep(3000);
        *pAge = 6;
        WakeByAddressSingle(pAge);
    });

    _strtime_s(tmpbuf, 128);
    printf("%s Wait on\n", tmpbuf);

    BOOL result = WaitOnAddress(pAge, (PVOID)pCompareAge, 4, -1);

    _strtime_s(tmpbuf, 128);
    printf("%s waited: %d\n", tmpbuf, result);

    t.detach();

    return 0;
}

WaitOnAddress API를 호출하면 처음 2개의 포인터가 가리키는 값을 비교해 같으면 blocking 상태에 빠지고 다르면 곧바로 리턴합니다. 그리고 blocking 상태에 빠진 스레드를 다시 재개하려면 다른 스레드에서 WaitOnAddress의 첫 번째 인자로 넘겨준 주소 값을 WakeByAddressSingle API에 전달해 호출해야 합니다.

문서상으로 보면 WaitOnAddress는 값이 달라질 때까지 기다린다고 하지만 '값이 다르다는 조건'은 WaitOnAddress 호출 시에만 적용될 뿐 이후에는 그에 상관없이 WakeByAddressSingle, WakeByAddressAll API를 호출하기만 하면 WaitOnAddres 함수가 반환됩니다.

WakeByAddressAll function
; https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/synchapi/nf-synchapi-wakebyaddressall

WakeByAddressSingle function
; https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/synchapi/nf-synchapi-wakebyaddresssingle

즉, 아래의 "*pAge = 6" 코드를 주석 처리해도 WakeByAddressSingle을 호출했기 때문에 WaitOnAddress의 잠김은 풀리게 됩니다.

std::thread t([&]() {

    Sleep(3000);
    // *pAge = 6;
    WakeByAddressSingle(pAge);
});

이 함수의 의미 및 몇 가지 적용 예제는 Raymond Chen의 블로그에 자세하게 실려 있습니다.

WaitOnAddress lets you create a synchronization object out of any data variable, even a byte
; https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20160823-00/?p=94145

Implementing a synchronization barrier in terms of WaitOnAddress
; https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20160824-00/?p=94155

Implementing a critical section in terms of WaitOnAddress
; https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20160825-00/?p=94165

Spurious wakes, race conditions, and bogus FIFO claims: A peek behind the curtain of WaitOnAddress
; https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20160826-00/?p=94185

Inside STL: The atomic shared_ptr
; https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20241219-00/?p=110663

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물론, C#에서도 사용 가능합니다. 다음은 C++의 코드에 대응하는 C# 예제 코드입니다.

using System;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Threading;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Person
    {
        public int Age;
    }

    unsafe class Program
    {
        [DllImport("kernelbase.dll", SetLastError = true)]
        static extern int WaitOnAddress(int *address, int *compareAddress, int addressSize, int dwMilliseconds);

        [DllImport("kernelbase.dll", SetLastError = true)]
        static extern void WakeByAddressSingle(int * address);

        int AgeComare;

        static void Main(string[] args)
        {
            Person person = new Person();
            person.Age = 5;

            Program pg = new Program();
            pg.AgeComare = 5;

            fixed (int* pCompareAge = &pg.AgeComare)
            fixed (int* pAge = &person.Age)
            {
                Thread t1 = new Thread(changeVarProc);
                t1.Start(new IntPtr(pAge));

                Console.WriteLine(DateTime.Now + " Wait on ");
                int result = WaitOnAddress(pAge, pCompareAge, 4, -1);
                Console.WriteLine(DateTime.Now + " Waited: " + result);
            }
        }

        private static void changeVarProc(object obj)
        {
            IntPtr ptr = (IntPtr)obj;
            int *pAge = (int *)ptr.ToPointer();

            Thread.Sleep(3000);

            // *pAge = 6;

            WakeByAddressSingle(pAge);

            Console.WriteLine("value changed: " + *pAge);
        }
    }
}

(첨부한 파일은 이 글의 소스 코드를 포함합니다.)

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[최초 등록일: 10/14/2016]
[최종 수정일: 4/9/2025]


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by SeongTae Jeong, mailto:techsharer at outlook.com