C++线程性能

Question

我做了一个小程序来观察使用两个线程的速度。我正在计时一个填充数组的过程。A主线程和thread1调用function_1来对数组的不同部分进行定义。我希望通过使用两个线程看到更快的结果。相反，我的时间变慢了，注释掉的代码执行得更快。我这是怎么回事？

#include <chrono>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <thread>


void function_1(int I, int J, int *B){
    for (int i = I; i<(J+1); i++) {
        B[i] = 100;
       //std::cout << B[i] << std::endl;
    }
}

int *count;

int main(int argc, const char * argv[])
{
    count = new int[20000];

    std::chrono::steady_clock::time_point t1 = std::chrono::steady_clock::now();
    //function_1(0, 19999, count);
    std::thread thread1(function_1, 0, 9999, count);
    thread1.join();
    function_1(10000, 19999, count);

    std::chrono::steady_clock::time_point t2 = std::chrono::steady_clock::now();
    auto time_span = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(t2 - t1).count();
    std::cout << "time taken is :" <<time_span << " ms"<<std::endl;

    return 0;
}

Answer 1

在创建示例代码后立即加入thread1，从而同步执行示例代码。main()中的执行将被阻塞，直到该线程终止处理，然后移动到function_1(10000, 19999, count);，以便利用额外的线程，在main中调用function_1(10000, 19999, count);之后尝试移动连接调用。

Answer 2

std::thread thread1(function_1, 0, 9999, count);
thread1.join();
function_1(10000, 19999, count);

主线程将等待thread1在调用function_1之前完成工作。这和打电话一样

function_1(...)
function_1(...)

在主线程上，只有管理线程所带来的额外成本。在主线程上调用join()之后，您可能需要function_1。

此外，您应该增加工作负载，以使测试更加相关。线程并不是一种快速完成工作的免费方式。在决定线程是否与您的情况相关之前，您需要考虑维护线程的成本。

Answer 3

当手头的任务只包括填充内存时，您不太可能看到重大的改进。

问题很简单:一个单一的核心可能会使您的全部带宽饱和到内存中。在这种情况下，添加更多的线程不会有多大好处，除非您有一台具有多个处理器的计算机，而不仅仅是一个套接字中的多个核。

使用多个套接字，您可以通过在不同的物理处理器上运行不同的线程来提高速度，每个线程都有自己的内存连接。但是，要使其有效，通常需要使用一些非标准函数调用，以确保每个线程在单独的物理处理器上运行，并确保在每个处理器上运行的线程写入该处理器的本地内存。

这两者都不是火箭科学，但它们也不一定是微不足道的。即使在最简单的情况下，至少有一点代码是不可移植的。

要从多个线程中获得重大收益，您通常希望执行的任务包括各种不同类型的工作的混合:例如，一些是I/O绑定，一些是内存绑定，另一些是处理器绑定。在这种情况下，从多个线程获得实质性的加速要容易得多。如果您不能这样做，那么很可能是第二种选择。假设线程之间的同步很少或不同步，则很有可能得到大致线性加速比(即N个内核执行代码的速度比一个核心快N倍)。