Question

XUbuntu 14.04,2个处理器。

多线程费用为0.8秒，而单线程费用仅为0.4秒。

如果定义了MULTI_THREAD，则程序将在单个线程中运行。否则，它是一个多线程程序

出了什么问题？

 ----------------code------------------------------

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

    #define MULTI_THREAD
    #define NUM             10000
    #define SEM_M           10
    int arr[NUM];
    FILE *f;

        typedef struct _SemData{
            sem_t           sem_full;
            sem_t           sem_empty;
        }SemData;

        void InitSemData(SemData *sd){
            sem_init(&sd->sem_full,0,0);
            sem_init(&sd->sem_empty,0,SEM_M);
        }

        void DestroySemData(SemData *sd){

                sem_destroy(&sd->sem_full);
                sem_destroy(&sd->sem_empty);
            }

            void *Produce(void* data){
            #ifdef MULTI_THREAD
                SemData* psd=(SemData*)data;
            #endif
                int i;
                for(i=0;i<NUM;++i){
            #ifdef MULTI_THREAD
                    sem_wait(&psd->sem_empty);
            #endif
                        arr[i]=i;
                        fprintf(f,"produce:%d\n",arr[i]);
            #ifdef MULTI_THREAD
                    sem_post(&psd->sem_full);
            #endif
                }
            }

        void *Custom(void* data){
        #ifdef MULTI_THREAD
            SemData* psd=(SemData*)data;
        #endif
            int i,j;
            for(i=0;i<NUM;++i){
        #ifdef MULTI_THREAD
                sem_wait(&psd->sem_full);
        #endif
                    int tmp=0;
                    for(j=0;j<NUM;++j){
                        tmp+=arr[i];
                    }
                    arr[i]=tmp;
                    fprintf(f,"Custom:%d\n",arr[i]);
        #ifdef MULTI_THREAD
                sem_post(&psd->sem_empty);
        #endif
            }
        }

        void main(){
            f=fopen("b.txt","w");
            clock_t start=clock();
        #ifdef MULTI_THREAD
            SemData sd;
            InitSemData(&sd);

            pthread_t th0,th1;
            pthread_create(&th0,NULL,Produce,(void*)&sd);
            pthread_create(&th1,NULL,Custom,(void*)&sd);

            pthread_join(th0,NULL);
            pthread_join(th1,NULL);

            DestroySemData(&sd);
        #else
            Produce(NULL);
            Custom(NULL);
        #endif
            printf("TotalTime:%fs\n",((float)(clock()-start))/CLOCKS_PER_SEC);
            fclose(f);
        }

Answer 1

通常，并行化会带来额外的成本。您必须进行通信以分发和收集数据。此外，同步可能非常昂贵。

Answer 2

您的单线程代码的工作方式如下：

制作所有数字
消耗所有数字

多线程代码的工作原理如下：

Producer                             Consumer
--------                             --------
Produce one number                   Wait for a number to be produced
Wait for a number to be consumed     Consume one number
Produce one number                   Wait for a number to be produced
Wait for a number to be consumed     Consume one number
Produce one number                   Wait for a number to be produced
Wait for a number to be consumed     Consume one number
...

正如您所看到的，一次只有一个线程实际上在做任何事情如果没有信令和上下文切换的开销，这将花费与单线程代码大致相同的时间，但由于信号和上下文切换非常昂贵，因此速度要慢得多。

即使您重写了多线程代码以首先生成所有数字然后使用它们，它也会更慢，因为这与单线程代码 plus 完全相同信号和上下文切换。

Answer 3

您正在测试的算法不需要在多个线程中被破解以提高效率：您必须考虑到创建新线程（即分配一些资源，等待同步等）总是有开销。您必须评估新线程创建开销和单线程复杂性之间的权衡。

为什么单个线程比使用pthread的Ubuntu中的多线程更快？

3 个答案: