futex

#include <thread>
#include <mutex>
#include <chrono>
#include <random>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <exception>
#include <atomic>
#include <numeric>

using namespace std::chrono_literals;

class futex {
public:
    futex() : is_locked(false) {}
    void lock();
    bool try_lock();
    void unlock();
private:
    std::atomic_bool is_locked;
    bool a = false;
};

void futex::lock() {
    a = false;
    if (!is_locked.compare_exchange_strong(a, true))
        throw std::exception("Try to lock locked futex");
}

bool futex::try_lock() {
    a = false;
    return is_locked.compare_exchange_strong(a, true);
}

void futex::unlock() {
    a = true;
    if (!is_locked.compare_exchange_strong(a, false))
        throw std::exception("Try to unlock unlocked futex");
}

int variable_to_change = 0;
futex my_futex;
std::mutex my_mutex;

void job1() {
    while(!my_futex.try_lock()) {
        std::this_thread::sleep_for(2s);
    }
    variable_to_change++;
    my_futex.unlock();
}

void job2() {
    while (!my_mutex.try_lock()) {
        std::this_thread::sleep_for(2s);
    }
    variable_to_change++;
    my_mutex.unlock();
}

int main() {
    std::vector<std::thread> threads1;
    std::vector<std::thread> threads2;
    std::chrono::steady_clock::time_point start, end;

    start = std::chrono::steady_clock::now();
    for (int i = 0; i < std::thread::hardware_concurrency() / 2; i++) {
        threads1.push_back(std::thread(job1));
    }
    end = std::chrono::steady_clock::now();
    std::cout << (end - start).count() << std::endl;

    start = std::chrono::steady_clock::now();
    for (int i = 0; i < std::thread::hardware_concurrency() * 2; i++) {
        threads2.push_back(std::thread(job2));
    }
    end = std::chrono::steady_clock::now();

    std::cout << (end - start).count() << std::endl;

    for (auto&& t : threads1)
        t.join();
    for (auto&& t : threads2)
        t.join();
    return 0;
}

// при запуске с количеством потоков std::thread::hardware_concurrency() / 2 время 70866807, 1055308 для фьютекса и мьютекса соответсвенно
// при запуске с количеством потоков std::thread::hardware_concurrency() * 2 время 4044944, 8354921 для фьютекса и мьютекса соответсвенно
// Возможно, это связано с устройством мьютекса, т.е. внутри мьютекса вызовы устроены так, что для потоков, количество которых не превосходит std::thread::hardware_concurrency(), использование мьютекса оптимально, например.