c-在多个核心上同时运行两个函数

Question

我有一个C程序，它创建两个线程(除了main(，T1和T2。T1执行发出操作O1的功能，T2执行发出操作〈em>O2

void* f1() {
    O1();
    var = 0;
}

void* f2() {
    O2();
    var = 1;
}

int main(int argc, char **argv){
    pthread_t t1, t2;
    int var;
    pthread_create(&t1, NULL, &f1, NULL);
    pthread_create(&t2, NULL, &f2, NULL);
    pthread_join(t1, NULL);
    pthread_join(t2, NULL);
    printf("var = %dn", var);
    return 0;
}

CCD_ 1和CCD_。该程序的目的是在两个线程都完成执行后，通过检查var的值来检查哪个操作更快。这将要求O1((和O2((在两个核心上同时并行运行(或者以几个周期的数量级存在非常轻微的可容忍差异(。我该如何确保这一点？

编辑：根据Peter Cordes的建议，我修改了f1()和f2()，以读取O1()和O2()同步执行的时间戳。

void* f1() {
    t1 = rdtsc();
    while(t1 != 0){
        t1 = rdtsc();
    }   
    printf("t1 = %dn", t1);
    O1();
    var = 0;
}

void* f2() {
    t2 = rdtsc();
    while(t2 != 0){
        t2 = rdtsc();
    }   
    printf("t2 = %dn", t2);
    O2();
    var = 1;
}

然而，t2在控制台上打印的时间远远晚于t1。我想这表明t10已经在f2()中循环到0，并且没有导致O1()和O2()的同步执行。线程屏障没有提供我所要求的同步粒度。

Answer 1

f1和f2在大多数平台上的实际调用中肯定会有很小的延迟，但延迟取决于硬件、操作系统(OS(，尤其是其调度程序。从理论上讲，不可能保证这两个功能在所有平台上总是同时启动。事实上，操作系统调度器可以自由地调度同一核心上的线程，即使您将线程绑定到核心，线程也可以随时中断(例如，由更高优先级的任务中断(。此外，在大多数现代处理器上，核心时钟并不强同步。也就是说，在实践中，屏障显然足以使函数大致同时运行(在大多数系统上，粒度接近几微秒，甚至更少(。Pthread提供了这样的特性(例如，请参见pthread_barrier_init和pthread_barrier_wait(。请注意，可能需要旋转等待以获得更好的精度(通常为1-10ns，可能与硬件有关(。AFAIK不可能以比x86处理器几十个周期更好的精度同步线程。这是因为现代处理器以并行和无序的方式运行指令，具有相当长的复杂管道，并且任何核心间同步都特别慢(通常是因为要走的路径很长、缓存一致性协议和基本物理定律(。

Answer 2

确定O1((或O2((是否更快的最准确方法是对每种方法进行基准测试。有非常准确的方法可以测量运行时间，当然，运行O1((几次，然后运行O2((几遍，并记录启动/停止时间，会给出准确的平均答案。平均值中包含的运行次数越多，结果就越准确，结果的标准偏差也就越确定。

依靠操作系统以某种方式即时启动线程并不是很好。无法保证操作系统在第一个线程启动后会运行main((；有些操作系统会让新创建的线程运行一段时间，而不是它的创建线程，只是为了看看它是否能快速完成(有些确实如此(。