如何有效地多线程算法？

Question

我会直截了当地说。 我有这段代码：

while (inputLength > 0)
{
    if (mode == MODE_AES_ENCRYPT)
        aesni_ecb_encrypt(ctx, input + shift, 16, output + shift);
    else if (mode == MODE_AES_DECRYPT)
        aesni_ecb_decrypt(ctx, input + shift, 16, output + shift);

    shift += 16;
    inputLength -= 16;
}

它在输入中的一个16字节块上执行AES-ECB加密，并将结果存储在输出中。参数 ctx 是一个结构，其中包含加密的轮数和子键。

AES-ECB加密理论上可以并行化，所以我尝试多线程处理这样的代码：

typedef struct
{
    AES_Context* Ctx;

    unsigned char* input;
    unsigned char* output;

    _Bool done;
} threadInfos;

unsigned long WINAPI ThreadFunc(threadInfos* data)
{
    aes_ecb_encrypt(data->Ctx, data->input, data->output);

    data->done = 1;
}

while (inputLength > 0) 
{
    threadInfos info1; info1.done = 0; info1.Ctx = ctx;
    threadInfos info2; info2.done = 0; info2.Ctx = ctx;
    threadInfos info3; info3.done = 0; info3.Ctx = ctx;
    threadInfos info4; info4.done = 0; info4.Ctx = ctx;

    info1.input = (input + shift); info1.output = (output + shift);
    info2.input = (input + shift + 16); info2.output = (output + shift + 16);
    info3.input = (input + shift + 32); info3.output = (output + shift + 32);
    info4.input = (input + shift + 48); info4.output = (output + shift + 48);

    CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, &info1, 0, NULL);
    CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, &info2, 0, NULL);
    CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, &info3, 0, NULL);
    CreateThread(NULL, 0, ThreadFunc, &info4, 0, NULL);

    while (info1.done == 0 || info2.done == 0 || info3.done == 0 || info4.done == 0)
        ;

    shift += 64;
    inputLength -= 64;
}

以下是速度方面的结果：

输出是相同的，这意味着我的多线程似乎正在工作，但是，它效率非常低，因为它慢了1000倍......

这是我的问题。我怎么能在4或8个线程上多线程加密 - 取决于CPU的能力 - 但是这样的速度更快，而不是慢1000倍？

Answer 1

问题是您正在创建一个线程来执行AES算法的一个块然后再次销毁它。你注意到它慢了1000倍。你所有的时间都花在创造和销毁线程上。

您需要做的是在开始时创建一次线程，然后让每个线程都成为所有块的一部分。例如，让线程0执行块％4 == 0的所有块，线程1执行块％4 == 1的所有块，依此类推。

注意：_Bool done;不是线程安全的。在例如ARM等待循环可能永远不会完成。