c++ - 同时使用多个线程c++

Question

我在为我的 madelbrot 程序使用多线程时遇到问题。

我厌倦了教程的一种方式

    int sliceSize = 800 / threads;
    double start = 0, end = 0;
    for (int i = 0; i < threads; i++)
    {
        start = i * sliceSize;
        end = ((1 + i) * sliceSize);

        thrd.push_back(thread(compute_mandelbrot, left, right, top, bottom, start, end));

    }

    for (int i = 0; i < threads; i++)
    {
        thrd[i].join();
    }
    thrd.clear();

但是代码只需要一半的时间来计算，同时使用 8 个线程。

我也尝试了一些更复杂的方法，但根本不起作用

void slicer(double left, double right, double top, double bottom)
{
    /*promise<int> prom;
    future<int> fut = prom.get_future();*/


    int test = -1;
    double start = 0, end = 0;
    const size_t nthreads = std::thread::hardware_concurrency(); //detect how many threads cpu has
    {
        int sliceSize = 800 / nthreads;

        std::cout << "CPU has " << nthreads << " threads" << std::endl;
        std::vector<std::thread> threads(nthreads);

        for (int t = 0; t < nthreads; t++)
        {

            threads[t] = std::thread(std::bind(
                [&]()
            {

                mutex2.lock();
                test++;

                start = (test) * sliceSize;
                end = ((test + 1) * sliceSize);

                mutex2.unlock();

                compute_mandelbrot(left, right, top, bottom, start, end);


            }));
        }
        std::for_each(threads.begin(), threads.end(), [](std::thread& x) {x.join(); }); //join threads
    }
}

但它似乎同时计算 8 个东西，即使在使用互斥锁后它们也倾向于重叠，而且速度也没有任何加快。

这让我头疼了 7 个小时，我想自杀。帮助。

Answer 1

当您尝试通过多线程加速工作负载时，有很多因素在起作用，而在完美的世界中，乘以 N 线程时几乎不可能获得 Nx 加速。一些需要记住的事情:

1. 如果您正在使用超线程(因此系统上的每个虚拟核心使用 1 个线程，而不仅仅是每个物理核心)，那么您将无法获得与 2 个真实核心相同的性能 - 您将获得一定百分比(大概是 1.2 倍左右)。
2. 操作系统 (Windows) 将在您的工作负载执行时执行某些操作。这些操作系统任务在什么时候以及什么时候占用您的应用程序时间是相当随机的，但它会有所作为。始终期望您的 CPU 时间的一部分会被 Windows 窃取。
3. 任何类型的同步都会严重影响性能。在您的第二个示例中，互斥量非常大，可能会影响性能。
4. 内存访问、缓存访问等将发挥作用。多个线程到处访问内存将对缓存造成压力，这将产生(潜在)影响。

我很好奇 - 你在看什么时间？您在每个线程上传递了多少次迭代？要深入了解并按时序查看发生了什么，您可以尝试使用 queryPerformanceCounter 记录每个线程的开始/结束时间，以查看每个线程运行了多长时间、何时开始等。在此处发布 1、2、 4 和 8 个线程可能会有所启发。

希望这至少能有点帮助......