Question

编译以下代码时

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

std::mutex cout_mut;

void task()
{
    for(int i=0; i<10; i++)
    {
        double d=0.0;
        for(size_t cnt=0; cnt<200000000; cnt++) d += 1.23456;

        std::lock_guard<std::mutex> lg(cout_mut);
        std::cout << d << "(Help)" << std::endl;
        //        std::cout << "(Help)" << d << std::endl;
    }
}

int main()
{
    std::vector<std::thread> all_t(std::thread::hardware_concurrency());

    auto t_begin = std::chrono::high_resolution_clock::now();

    for(auto& t : all_t) t = std::thread{task};
    for(auto& t : all_t) t.join();

    auto t_end = std::chrono::high_resolution_clock::now();

    std::cout << "Took : " << (t_end - t_begin).count() << std::endl;
}

在MinGW 4.8.1下，我的盒子上执行大约需要2.5秒。这大约只是单线程执行task函数所需的时间。

但是，当我取消注释中间的行并因此注释掉之前的行（也就是说，当我交换d和"(Help)"写入std::cout的顺序时）现在整个过程需要8-9秒。

解释是什么？

我再次测试，发现我只有MinGW-build x32-4.8.1-win32-dwarf-rev3的问题，但没有使用MinGW build x64-4.8.1-posix-seh-rev3。我有一台64位机器。使用64位编译器，两个版本都需要三秒钟。但是，使用32位编译器时，问题仍然存在（并且不是由于发布/调试版本混淆）。

Answer 1

它与多线程无关。这是循环优化的问题。我重新安排了原始代码，以获得一些简洁的证明问题：

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <mutex>

int main()
{
    auto t_begin = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    for(int i=0; i<2; i++)
    {
        double d=0.0;
        for(int j=0; j<100000; j++) d += 1.23456;
        std::mutex mutex;
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
#ifdef SLOW
        std::cout << 'a' << d << std::endl;
#else
        std::cout << d << 'a' << std::endl;
#endif
    }
    auto t_end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::cout << "Took : " << (static_cast<double>((t_end - t_begin).count())/1000.0) << std::endl;
}

编译和执行时使用：

g++ -std=c++11 -DSLOW -o slow -O3 b.cpp -lpthread ; g++ -std=c++11 -o fast -O3 b.cpp -lpthread ; ./slow ; ./fast

输出结果为：

a123456
a123456
Took : 931
123456a
123456a
Took : 373

时间上的大多数差异由为内循环生成的汇编代码解释：快速情况直接累积在xmm0中，而慢速情况累积到xmm1中 - 导致2个额外的movsd指令。

现在，使用'-ftree-loop-linear'选项进行编译时：

g++ -std=c++11 -ftree-loop-linear -DSLOW -o slow -O3 b.cpp -lpthread ; g++ -std=c++11 -ftree-loop-linear -o fast -O3 b.cpp -lpthread ; ./slow ; ./fast

输出变为：

a123456
a123456
Took : 340
123456a
123456a
Took : 346

控制台输出顺序会降低多线程程序的速度

1 个答案: