Question

我创建了一个矩阵乘法程序，一个是串行的，另一个是使用pthreads的。我需要比较他们的运行时间。我的序列码需要大约16秒来计算1000x1000矩阵乘法，我用秒表检查它，它应该是它应该是。另一方面，当我运行我的pthreads矩阵乘法程序时，我得到了大约22-23秒的打印结果，但结果在终端上打印的速度要快得多。我还使用我的秒表来检查输出运行时间所需的时间，它大约是6秒钟，但打印时间约为23秒。我想还有其他方法可以检查pthread程序的运行时间。您可以在下面找到我的pthreads代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <pthread.h>
#include <assert.h>

int SIZE, NTHREADS;
int **A, **B, **C;

void init()
{
    int i, j;

    A = (int**)malloc(SIZE * sizeof(int *));
    for(i = 0; i < SIZE; i++)
        A[i] = malloc(SIZE * sizeof(int));

    B = (int**)malloc(SIZE * sizeof(int *));
    for(i = 0; i < SIZE; i++)
        B[i] = malloc(SIZE * sizeof(int));

    C = (int**)malloc(SIZE * sizeof(int *));
    for(i = 0; i < SIZE; i++)
        C[i] = malloc(SIZE * sizeof(int));

    srand(time(NULL));

    for(i = 0; i < SIZE; i++) {
        for(j = 0; j < SIZE; j++) {
            A[i][j] = rand()%100;
            B[i][j] = rand()%100;
        }
    }
}

void mm(int tid)
{
    int i, j, k;
    int start = tid * SIZE/NTHREADS;
    int end = (tid+1) * (SIZE/NTHREADS) - 1;

    for(i = start; i <= end; i++) {
        for(j = 0; j < SIZE; j++) {
            C[i][j] = 0;
            for(k = 0; k < SIZE; k++) {
                C[i][j] += A[i][k] * B[k][j];
            }
        }
    }
}

void *worker(void *arg)
{
    int tid = (int)arg;
    mm(tid);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    pthread_t* threads;
    int rc, i;

    if(argc != 3)
    {
        printf("Usage: %s <size_of_square_matrix> <number_of_threads>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    SIZE = atoi(argv[1]);
    NTHREADS = atoi(argv[2]);
    init();
    threads = (pthread_t*)malloc(NTHREADS * sizeof(pthread_t));

    clock_t begin, end;
    double time_spent;


    begin = clock();

    for(i = 0; i < NTHREADS; i++) {
        rc = pthread_create(&threads[i], NULL, worker, (void *)i);
        assert(rc == 0);
    }

    for(i = 0; i < NTHREADS; i++) {
        rc = pthread_join(threads[i], NULL);
        assert(rc == 0);
    } 

    end = clock();

    time_spent = (double)(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("Elapsed time: %.2lf seconds.\n", time_spent);

    for(i = 0; i < SIZE; i++)
        free((void *)A[i]);
    free((void *)A);

    for(i = 0; i < SIZE; i++)
        free((void *)B[i]);
    free((void *)B);

    for(i = 0; i < SIZE; i++)
        free((void *)C[i]);
    free((void *)C);

    free(threads);

    return 0;
}

Answer 1

这是你获得CPU时间的方法，而不是如何获得已经过去的时钟时间。为此，您需要使用time（只有第二个粒度）或clock_gettime CLOCK_MONOTONIC选项，这是首选。您需要链接POSIX实时扩展（-lrt）。

struct timespec begin, end;
double elapsed;

clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &begin);

// spawn threads to do work here

clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &end);

elapsed = end.tv_sec - begin.tv_sec;
elapsed += (end.tv_nsec - begin.tv_nsec) / 1000000000.0;

在你的例子中，我猜你使用了大约4个线程？然后CPU时间（CPU 1中使用的时间+ CPU 2中使用的时间+ CPU 3中使用的时间+ CPU 4中使用的时间）应该是绝对时间的大约4倍（6对23秒）。

Answer 2

我所知道的最简单的方法是使用OpenMP。与-fopenmp链接

#include <omp.h>

int main() {
    double dtime = omp_get_wtime(); //value in seconds
    //run some code
    dtime = omp_get_wtime() - dtime;

}

请注意，1000x1000矩阵乘法的16秒非常慢。我的代码在我的i7-2600k上以4.33 GHz的速度在0.03秒内完成1056x1056甚至不到最大理论速度的30％。

如何计算pthread矩阵乘法程序的运行时间？

2 个答案: