Question

我正在制作MT Ray-Tracer多线程，正如标题所说，它的执行时间是单线程版本的两倍。显然目的是将渲染时间缩短一半，但我现在正在做的只是发送光线跟踪方法运行两次，每个线程一次，基本上执行两次相同的渲染。尽管如此，由于线程可以并行运行，因此执行时间不应该有意义地增加。但是要加倍。

这必须与我的多线程设置有关。我认为它与我将它们创建为可连接的事实有关。所以我将解释我在做什么，并且还会提供相关代码，看看是否有人可以确认这是否是问题。

我创建两个线程并将它们设置为可连接。创建一个RayTracer，分配足够的内存来存储图像像素（这在构造函数中完成）。运行两个迭代循环，以便为每个线程发送相关信息，例如线程ID和Raytracer实例的地址。

然后pthread_create调用run_thread，其目的是调用工作完成的ray_tracer：draw方法。在绘制方法上，我有一个

 pthread_exit (NULL);

作为最后一件事（它上面唯一的MT）。然后再做一个循环来加入线程。最后我明星在一个小循环中编写文件。最后关闭文件并删除与用于在draw方法中存储图像的数组相关的指针。

我可能不需要使用加入现在我没有做一个“真正的”多线程光线跟踪器，只是渲染两次，但是一旦我开始在图像像素之间交替（即，thread0 - ＆gt;渲染） pixel0 - thread0 - ＆gt;存储pixel0，thread1 - ＆gt;渲染pixel1 - thread1 - ＆gt;存储pixel1，thread0 - ＆gt;渲染pixel2 - thread0 - ＆gt;存储pixel2 ,, thread1 - ＆gt;渲染pixel3 - thread1 - ＆gt;存储pixel3等...）我想我需要它才能在文件上以正确的顺序写入像素。

这是对的吗？我真的需要在这里使用我的方法（或与其他任何人一起使用？）。如果我这样做，我如何发送线程并发运行，而不是等待对方完成？这个问题与加入完全无关吗？

pthread_t threads [2];
thread_data td_array [2];
pthread_attr_t attr;
void *status;
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);
TGAManager tgaManager ("z.tga",true);
if (tgaManager.isFileOpen()) {
   tgaManager.writeHeadersData (image);
   RayTracer rt (image.getHeight() * image.getWidth());
   int rc;
   for (int i=0; i<2; i++) {
      //cout << "main() : creating thread, " << i << endl;
      td_array[i].thread_id=i;
      td_array[i].rt_ptr = &rt;
      td_array[i].img_ptr = &image;
      td_array[i].scene_ptr = &scene;
      //cout << "td_array.thread_index: " << td_array[i].thread_id << endl;
      rc = pthread_create (&threads[i], NULL, RayTracer::run_thread, &td_array[i]);
  }
   if (rc) {
      cout << "Error:unable to create thread," << rc << endl;
      exit(-1);
   }
   pthread_attr_destroy(&attr);
   for (int i=0; i<2; i++ ) {
      rc = pthread_join(threads[i], &status);
      if (rc) {
         cout << "Error:unable to join," << rc << endl;
         exit(-1);
      }
   }
//tgaManager.writeImage (rt,image.getSize());

  for (int i=0; i<image.getWidth() * image.getHeight(); i++) {
    cout << i << endl;
    tgaManager.file_writer.put (rt.b[i]);
    tgaManager.file_writer.put (rt.c[i]);
    tgaManager.file_writer.put (rt.d[i]);
  }
tgaManager.closeFile(1);
rt.deleteImgPtr (); 
}

Answer 1

你确实想加入（）线程，因为如果不这样做，你就会遇到一些问题：

你怎么知道线程何时完成执行？您不想开始写出生成的图像，只是为了发现在您编写图像时没有完全计算出来。
您如何知道何时可以安全地删除线程可能正在访问的任何数据结构？例如，您的RayTracer对象位于堆栈中，而（AFAICT）您的线程正在写入其像素阵列。如果你的main函数在线程退出之前返回，那么线程很可能最终会写入不再存在的RayTracer对象，这会通过覆盖其他任何对象来破坏堆栈。在你的函数返回后，在那些相同的位置存在（通过偶然）。

所以你肯定需要加入（）你的线程;但是，您不需要将它们显式声明为PTHREAD_CREATE_JOINABLE，因为无论如何都已默认设置该属性。

加入线程不应该导致线程速度变慢，只要两个线程都创建并在之前运行，就可以在其中任何一个上调用join（）（这在你的情况下似乎就是这种情况）发布代码）。

至于为什么你看到两个线程的减速，这很难说，因为减速可能来自许多地方。一些可能性：

光线跟踪代码中的某些内容是锁定互斥锁，因此对于大部分光线跟踪运行，无论如何都只允许一次执行两个线程中的一个。

两个线程几乎同时写入相同的内存位置，这导致缓存争用，这会减慢两个线程的执行速度。

我的建议是设置你的线程，使线程＃1只渲染图像的上半部分，而线程＃2只渲染图像的下半部分;这样，当他们写出他们的输出时，他们将写入不同的内存部分。

如果这没有帮助，您可以暂时用更简单的东西替换渲染代码（例如，将像素设置为随机值的“渲染器”），以查看是否可以看到加速。如果是这样，那么RayTracer的实现中可能会有一些不符合多线程的内容。

不完整的多线程RayTracer需要的时间是预期的两倍

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