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为什么我的并行任务管理这么慢?

c++11 performance multithreading c++

Adrian Albert Koch · 技术社区 · 5 年前

出于下面解释的原因,我已经开始调查创建和运行线程所需的时间。以我的方式,我发现这个过程需要26毫秒,10个线程,这是远远超过它应该-至少从我的理解。

简短背景:

我正在研究一个使用寻路的游戏。在添加了更多实体之后,有必要对流程进行网格划分。

我希望这个尽可能的可读,所以我创建了一个 并行任务 持有线 , STD::功能 (应该由胎面执行)a 互斥保护一些写操作和 布尔完成了 一旦线程完成执行,则设置为true。

我对多线程还不太熟悉,所以我不知道这是不是一个好的方法,但我也不明白为什么要花这么长时间来执行。

我写了下面的代码来隔离这个问题。

int main()
{

    std::map<int, std::unique_ptr<ParallelTask>> parallelTaskDictionary;

    auto start = std::chrono::system_clock::now();

    for (size_t i = 0; i < 10; i++)
    {
         parallelTaskDictionary.emplace(i, std::make_unique<ParallelTask>());
         parallelTaskDictionary[i]->Execute();
    }

    auto end = std::chrono::system_clock::now();
    auto elapsed = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start);
    std::cout << elapsed.count() << std::endl;

    parallelTaskDictionary.clear();

    return 0;
}


class ParallelTask
{
public:

    ParallelTask();
    // Join the treads
    ~ParallelTask();

public:
    inline std::vector<int> GetPath() const { return path; }
    void Execute();

private:
    std::thread thread;
    mutable std::mutex mutex;

    std::function<void()> threadFunction;
    bool completed;

    std::vector<int> path;
};


ParallelTask::ParallelTask()
{
    threadFunction = [this]() {
        {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
            this->completed = true;
        }
    };
}

ParallelTask::~ParallelTask()
{
    if (thread.joinable())
    thread.join();
}

void ParallelTask::Execute()
{
    this->completed = false;

    // Launch the thread
    this->thread = std::thread(threadFunction);
}

运行此代码会给我25到26毫秒的执行时间。因为这是用来在游戏中使用的,当然是不可接受的。

如前所述,我不明白为什么,特别是因为threadFunction本身确实没有注意到。如果你想知道的话,我甚至移除了互斥锁,它给了我完全相同的结果,所以这里一定有其他事情发生。(根据我的研究,创建一个线程所需的时间不应超过几微秒,但也许我只是做错了^^)

PS:哦,是的,虽然我们在努力,但我还是不知道谁应该拥有这个互斥锁。(是否有一个全局或每个对象一个…)???

1 回复 | 直到 5 年前

Duck Dodgers 5 年前

如果您只想测量执行时间,我认为您应该将now和end语句放在 threadFunction 只有在工作完成的地方,如下面的代码所示。

#include <map>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <chrono>
#include <vector>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <functional>

class ParallelTask
{
public:

    ParallelTask();
    // Join the treads
    ~ParallelTask();

public:
    inline std::vector<int> GetPath() const { return path; }
    void Execute();

private:
    std::thread thread;
    mutable std::mutex mutex;

    std::function<void()> threadFunction;
    bool completed;

    std::vector<int> path;
};


ParallelTask::ParallelTask()
{
    threadFunction = [this]() {
        {
            auto start = std::chrono::system_clock::now();
            std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
            this->completed = true;
            auto end = std::chrono::system_clock::now();
            auto elapsed = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start);
            std::cout << "elapsed time" << elapsed.count() << std::endl;
        }
    };
}

ParallelTask::~ParallelTask()
{
    if (thread.joinable())
    thread.join();
}

void ParallelTask::Execute()
{
    this->completed = false;

    // Launch the thread
    this->thread = std::thread(threadFunction);
}


int main()
{

    std::map<int, std::unique_ptr<ParallelTask>> parallelTaskDictionary;


    for (size_t i = 0; i < 10; i++)
    {
         parallelTaskDictionary.emplace(i, std::make_unique<ParallelTask>());
         parallelTaskDictionary[i]->Execute();
    }

    parallelTaskDictionary.clear();

    return 0;
}

它给出一个输出:

elapsed time1
elapsed time0
elapsed time0
elapsed time0
elapsed time0
elapsed time0elapsed time
0
elapsed time0
elapsed time0
elapsed time0

因为我们排除了纺线所需的时间。

作为一个理智的检查,如果你真的想看到真正工作的效果,你可以加上,

        using namespace std::chrono_literals;
        std::this_thread::sleep_for(2s);

对你 线程函数 ,让它看起来像这样

ParallelTask::ParallelTask()
{
    threadFunction = [this]() {
        {
            auto start = std::chrono::system_clock::now();
            std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
            this->completed = true;
            using namespace std::chrono_literals;
            std::this_thread::sleep_for(2s);
            auto end = std::chrono::system_clock::now();
            auto elapsed = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start);
            std::cout << "elapsed time" << elapsed.count() << std::endl;
        }
    };
}

结果是,

elapsed time2000061
elapsed timeelapsed time2000103
elapsed timeelapsed time20000222000061
elapsed time2000050
2000072
elapsed time2000061
elapsed time200012