c - 操作系统 : Multiple Threads Slowing Down Program (C)

Question

这个想法是编写一个程序，它接受一些随机数来创建，然后在用户输入的任意数量的线程之间分配负载，并测量我们在使用多线程时获得的速度提升。我的问题；但是，我添加的线程越多，我的程序运行得越慢。不知道哪里出了问题。到目前为止，这是我的代码片段:

...
    for (i=0; i<numThreads; i++){
        vals *values;
        values = (vals *)malloc(sizeof(vals));
        values->randoms = count;
        values->id = i;
        pthread_create(&tid[i], NULL, run, (void *) values);
    }

    for (i=0; i<numThreads; i++)
        pthread_join(tid[i], NULL);

    timeElapsed = getMilliSeconds() - timeStart;
    printf("Elapsed time:  %lf seconds\n",(double)(timeElapsed/1000.0));

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

void *run(void *arg) {
    vals *values;
    long long int i;
    long long int randoms;

    values = (vals*)arg;
    randoms = values->randoms;
    srandom(values->id);

    for (i = 0; i < randoms; i++) {
        random();
    }

    pthread_exit(NULL);
}

vals 是一个包含两个 int 值(randoms 和 id)的结构。 randoms 包含要生成的随机数的数量除以线程数(以划分负载)，id 为每个用作种子的线程保存一个唯一的 id。我需要创建结构，以便可以将多个值传递给线程调用的辅助函数。

知道为什么线程越多运行速度越慢吗？

Answer 1

在有多个 CPU 可用的环境中，多线程程序可能会表现出更高的性能。然而，当缺少可用的 CPU 资源时，每个线程将不得不等待 CPU 时间的调度。 “上下文切换”是指一个线程从 CPU 中切换出来，而另一个线程切换到 CPU 中。“上下文切换”不是一项微不足道的任务。

因此，线程越多，等待 CPU 资源的线程就越多，内核花费在上下文切换(而不是实际工作)上的时间就越多。