c++ - 2个线程比1个慢？

Question

我在玩 std::thread 时突然出现了一些奇怪的东西:

#include <thread>

int k = 0;

int main() {
    std::thread t1([]() { while (k < 1000000000) { k = k + 1; }});
    std::thread t2([]() { while (k < 1000000000) { k = k + 1; }});

    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}

当使用 clang++ 编译上述代码时没有优化，我得到了以下基准:

real 0m2.377s  
user 0m4.688s  
sys  0m0.005s

然后我将代码更改为以下内容:(现在仅使用 1 个线程)

#include <thread>

int k = 0;

int main() {
    std::thread t1([]() { while (k < 1000000000) { k = k + 1; }});

    t1.join();

    return 0;
}

这些是新的基准:

real 0m2.304s
user 0m2.298s
sys  0m0.003s

为什么使用 2 个线程的代码比使用 1 个线程的代码慢？

Answer 1

您有两个线程争夺同一个变量，k。所以你花时间在处理器说“处理器 1:嘿，你知道 k 有什么值(value)吗？处理器 2:当然，给你!”，每隔几次更新就来回乒乓.由于 k 不是原子的，因此也不能保证线程 2 不会写入 k 的“旧”值，以便下次线程 1 读取该值时，它会跳转后退 1、2、10 或 100 步，并且必须重新做一遍 - 理论上，每次完成都不会导致任何循环，但这需要相当多的运气。