pthread的运行时不一致

2019-11-11 08:50:34 阅读：271 来源： 互联网

标签：multithreading pthreads synchronization c-3 linux

我的多线程C程序运行以下例程：

#define NUM_LOOP 500000000
long long sum = 0;

void* add_offset(void *n){
        int offset = *(int*)n;
        for(int i = 0; i<NUM_LOOP; i++) sum += offset;
        pthread_exit(NULL);
}

当然,应该通过获取锁来更新总和,但是在此之前,我对这个简单程序的运行时间有疑问.

当主要功能是(单线程)时：

int main(void){

        pthread_t tid1;
        int offset1 = 1;
        pthread_create(&tid1,NULL,add_offset,&offset1);
        pthread_join(tid1,NULL);
        printf("sum = %lld\n",sum); 
        return 0;
}

输出和运行时间为：

sum = 500000000

real    0m0.686s
user    0m0.680s
sys     0m0.000s

当主要功能是(多线程顺序)时：

int main(void){

        pthread_t tid1;
        int offset1 = 1;
        pthread_create(&tid1,NULL,add_offset,&offset1);
        pthread_join(tid1,NULL);

        pthread_t tid2;
        int offset2 = -1;
        pthread_create(&tid2,NULL,add_offset,&offset2);
        pthread_join(tid2,NULL);

        printf("sum = %lld\n",sum);

        return 0;
}

输出和运行时间为：

sum = 0

real    0m1.362s
user    0m1.356s
sys     0m0.000s

到目前为止,程序已按预期运行.但是当主要功能是(多线程并发)时：

int main(void){

        pthread_t tid1;
        int offset1 = 1;
        pthread_create(&tid1,NULL,add_offset,&offset1);

        pthread_t tid2;
        int offset2 = -1;
        pthread_create(&tid2,NULL,add_offset,&offset2);

        pthread_join(tid1,NULL);
        pthread_join(tid2,NULL);

        printf("sum = %lld\n",sum);

        return 0;
}

输出和运行时间为：

sum = 166845932

real    0m2.087s
user    0m3.876s
sys     0m0.004s

由于缺少同步,sum的错误值不是问题,而是运行时间.并发执行的实际运行时间远远超过顺序执行的时间.它与多核CPU中并发执行的预期相反.

请在这里说明可能是什么问题.

解决方法:

如果多个线程访问相同的共享状态(至少在x86上),这并非罕见.通常称为cache line ping-pong：

每当一个内核想要更新该变量的值时,它首先必须从另一内核获取缓存行的“所有权”(锁定写入的缓存行),这需要一些时间.然后另一个核心要回缓存行…

因此,即使没有同步原语,与顺序情况相比,您仍要付出可观的开销.

标签：multithreading,pthreads,synchronization,c-3,linux
来源： https://codeday.me/bug/20191111/2018595.html

本站声明： 1. iCode9 技术分享网（下文简称本站）提供的所有内容，仅供技术学习、探讨和分享；
2. 关于本站的所有留言、评论、转载及引用，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关；
3. 关于本站的所有言论和文字，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关；
4. 本站文章均是网友提供，不完全保证技术分享内容的完整性、准确性、时效性、风险性和版权归属；如您发现该文章侵犯了您的权益，可联系我们第一时间进行删除；
5. 本站为非盈利性的个人网站，所有内容不会用来进行牟利，也不会利用任何形式的广告来间接获益，纯粹是为了广大技术爱好者提供技术内容和技术思想的分享性交流网站。

ICode9

pthread的运行时不一致