c++ - Linux 上的 PThreads 和多核 CPU

Question

我正在编写一个使用线程来提高性能的简单应用程序。问题是，这个应用程序在 Windows 上运行良好，使用我的 CPU 的 2 个内核。但是当我在 Linux 上执行时，似乎只使用了 1 个核心。

我不明白为什么会这样。

这是我的代码，C++:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <time.h>

void* function(void*)
{
    int i=0;
    for(i=0; i<1110111; i++)
        rand();
    return 0;
}

void withOutThreads(void)
{
    function(0);
    function(0);
}

void withThreads(void)
{
    pthread_t* h1 = new pthread_t;
    pthread_t* h2 = new pthread_t;
    pthread_attr_t* atr = new pthread_attr_t;

    pthread_attr_init(atr);
    pthread_attr_setscope(atr,PTHREAD_SCOPE_SYSTEM);

    pthread_create(h1,atr,function,0);
    pthread_create(h2,atr,function,0);

    pthread_join(*h1,0);
    pthread_join(*h2,0);
    pthread_attr_destroy(atr);
    delete h1;
    delete h2;
    delete atr;
}

int main(void)
{
    int ini,tim;
    ini = clock();
    withOutThreads();
    tim = (int) ( 1000*(clock()-ini)/CLOCKS_PER_SEC );
    printf("Time Sequential: %d ms\n",tim);
    fflush(stdout);

    ini = clock();
    withThreads();
    tim = (int) ( 1000*(clock()-ini)/CLOCKS_PER_SEC );
    printf("Time Concurrent: %d ms\n",tim);
    fflush(stdout);
    return 0;
}

Linux 上的输出:

Time Sequential: 50 ms
Time Concurrent: 1610 ms

Windows 上的输出:

Time Sequential: 50 ms
Time Concurrent: 30 ms

Answer 1

clock() 在 windows 和 linux 上的工作方式不同，所以不要用它来测量时间。在 linux 上它测量 CPU 时间，在 Windows 上它测量挂钟时间。理想情况下，在这个测试用例中这些是相同的，但是您应该在平台之间使用一致的东西来测量时间。例如gettimeofday()

rand() 在 linux 上序列化你的线程。 rand() 持有一个内部锁以保证线程安全。 rand() 手册页指出 rand() 不是线程安全的，也不是可重入的，但是至少最近 glibc 中的代码在调用周围获得了锁。 我不确定 windows 是如何处理这个问题的，要么它根本不是线程安全的，要么它使用线程局部变量。

在linux上使用rand_r，或者找一些更好的CPU利用率函数来测量。

void* function(void*)
{
    unsigned int seed = 42;
    int i=0;
    for(i=0; i<1110111; i++)
        rand_r(&seed);
    return 0;
}