缩放线程运行时的 C++ 并发问题

Question

我有一个程序可以对大型数组执行相同的功能。我将数组分成相等的 block 并将它们传递给线程。目前线程执行功能并返回它们应该返回的内容，但是我添加的线程越多，每个线程运行的时间就越长。这完全否定了并发的目的。我尝试使用 std::thread 和 std::async 都得到相同的结果。在下图中，所有子线程和主线程处理的数据量大小相同(主线程多 6 个点)，但是主线程在 ~ 12 秒内运行，子线程占用 ~12 x 线程数，就好像他们异步运行。但它们都是同时启动的，如果我从每个线程输出它们并发运行。这与他们的加入方式有关吗？我已经尝试了我能想到的一切，非常感谢任何帮助/建议!在示例代码中，main 在子线程完成之前不会运行该函数，如果我在 main 运行之后放置连接，它在子线程完成之前仍然不会运行。下面您可以看到使用 3 个和 5 个线程运行时的运行时间。这些时间是在缩小的数据集上进行测试。

void foo(char* arg1, long arg2, std::promise<std::vector<std::vector<std::vector<std::vector<std::vector<long>>>>>> & ftrV) {
  std::vector<std::vector<std::vector<std::vector<std::vector<long>>>>> Grid;

  // does stuff....
  // fills in "Grid"

  ftrV.set_value(Grid);
}


int main(){

  int thnmb = 3;    // # of threads
  std::vector<long> buffers;    // fill in buffers
  std::vector<char*> pointers;  //fill in pointers 

  std::vector<std::promise<std::vector<std::vector<std::vector<std::vector<std::vector<long>>>>>>> PV(thnmb); // vector of promise grids
  std::vector<std::future<std::vector<std::vector<std::vector<std::vector<std::vector<long>>>>>>> FV(thnmb);    // vector of futures grids
  std::vector<std::thread> th(thnmb);   // vector of threads
  std::vector<std::vector<std::vector<std::vector<std::vector<std::vector<long>>>>>> vt1(thnmb);    // vector to store thread grids

  for (int i = 0; i < thnmb; i++) {

    th[i] = std::thread(&foo, pointers[i], buffers[i], std::ref(PV[i]));
  }
  for (int i = 0; i < thnmb; i++) {
    FV[i] = PV[i].get_future();
  }

  for (int i = 0; i < thnmb; i++) {
    vt1[i] = FV[i].get();
  }

  for (int i = 0; i < thnmb; i++) {
    th[i].join();
  }

  // main performs same function as foo here

  // combine data
  // do other stuff..

  return(0);
}

Answer 1

如果不知道 foo 的作用，很难给出明确的答案，但您可能会遇到内存访问问题。每次访问您的 5 维数组都需要 5 次内存查找，并且只需要 2 或 3 个具有内存访问权限的线程即可达到典型系统所能提供的饱和度。

main 应该在创建线程之后但在获取 promise 的值之前执行它的 foo 工作。

foo 应该以 ftrV.set_value(std::move(Grid)) 结尾，这样就不必创建该数组的拷贝。