c-使用pThread比Sequential更糟糕

Question

使用pthread库，我已经编写了一些矩阵乘法的代码。

AFAIK，使用线程的程序要比不使用线程的更快。但是，与我的预期不同。。。结果(运行时间(完全相反，不使用线程的程序比线程程序快得多。发生了什么。。我不明白为什么会发生这种事。

下面的执行时间。。

Time ( # of thread: 4 )
0.000451 sec
Time ( no thread )
0.000002 sec

我已经将这两个版本编码在一个文件中(.c(

但pThread总是比顺序差

。

1. 串行版本(不使用线程(

   void serial_multi()
   {
   for (int i = 0; i < MAX; i++)
   for(int j = 0; j < MAX; j++)
   for(int k = 0; k < MAX; k++)
   _matC[i][j] += matA[i][k] * matB[k][j];
   }
   

2. 使用线程(线程数：4(

   int step_i = 0;
   void* multi(void* arg)
   {
   int core = step_i++;
   // each thread computes 1/4th of matrix multiplication
   for (int i = core * MAX / 4; i < (core + 1) * MAX/4; i++)
   for(int j = 0; j < MAX; j++)
   for(int k = 0; k < MAX; k++)
   matC[i][j] += matA[i][k] * matB[k][j];
   return NULL; 
   }
   

3. 主要功能

   int main()
   {
   printf("PID: %dn",getpid());
   // generating random values in matA and matB
   for (int i = 0; i < MAX; i++){
   for (int j = 0; j < MAX; j++){
   matA[i][j] = rand() % 10;
   matB[i][j] = rand() % 10;
   }
   }
   //cout << endl << "Matrix A" << endl;
   for (int i = 0; i < MAX; i++){
   for (int j = 0; j < MAX; j++)
   printf("%d ",matA[i][j]);
   printf("n");
   }
   
   //cout << endl << "Matrix B" << endl;
   for (int i = 0; i < MAX; i++){
   for (int j = 0; j < MAX; j++)
   printf("%d ",matB[i][j]);
   printf("n");
   }
   // declaring 4 threads
   pthread_t threads[MAX_THREAD];
   // creating 4 threads, each evaluating its own part
   // Time Estimation
   clock_t start = clock();
   for (int i = 0; i < MAX_THREAD; i++){
   pthread_create(&threads[i], NULL, multi, NULL);
   }
   // joining and waiting for all threads to complete
   for (int i = 0; i < MAX_THREAD; i++)
   pthread_join(threads[i], NULL);
   clock_t end = clock();
   printf("Time: %lfn", (double)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC);
   // displaying the result matrix
   //cout << endl << "Multiplication of A and B" << endl;
   for (int i = 0; i < MAX; i++){
   for (int j = 0; j < MAX; j++)
   printf("%d ",matC[i][j]);
   printf("n");
   }
   
   return 0;
   }
   

Answer 1

由于有两项，线程程序运行速度较慢。

1. 线程为上下文切换花费额外的时间

2. 线程的创建/销毁需要时间

这两项是主要的"额外"时间。

另外，您应该注意，这个程序是CPU绑定的，而不是I/O绑定的。I/O绑定程序将受益于线程，但是；由于所有上下文切换、线程的创建和线程的破坏，绑定CPU的程序(显著(延迟。

注意：通过使用"线程池"，程序可以很容易地变得更快。