我是多线程的新手，并尝试通过一个简单的程序来学习它，它将 1 添加到 n 并返回总和。在顺序情况下，对于 n = 1e5 和 2e5main调用该函数两次；sumFrom1在多线程情况下，使用创建两个线程pthread_create并在单独的线程中计算两个总和。多线程版本比顺序版本慢得多（见下面的结果）。我在 12-CPU 平台上运行它，线程之间没有通信。
多线程：
Thread 1 returns: 0
Thread 2 returns: 0
sum of 1..10000: 50005000
sum of 1..20000: 200010000
time: 156 seconds
顺序：
sum of 1..10000: 50005000
sum of 1..20000: 200010000
time: 56 seconds
当我在编译中添加-O2时，多线程版本（9s）的时间少于顺序版本（11s）的时间，但没有我期望的那么多。我总是可以打开-O2标志，但我很好奇在未优化的情况下多线程的低速度。它应该比顺序版本慢吗？如果没有，我该怎么做才能让它更快？
编码：
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <time.h>
typedef struct my_struct
{
int n;
int sum;
}my_struct_t;
void *sumFrom1(void* sit)
{
my_struct_t* local_sit = (my_struct_t*) sit;
int i;
int nsim = 500000; // Loops for consuming time
int j;
for(j = 0; j < nsim; j++)
{
local_sit->sum = 0;
for(i = 0; i <= local_sit->n; i++)
local_sit->sum += i;
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
pthread_t thread1;
pthread_t thread2;
my_struct_t si1;
my_struct_t si2;
int iret1;
int iret2;
time_t t1;
time_t t2;
si1.n = 10000;
si2.n = 20000;
if(argc == 2 && atoi(argv[1]) == 1) // Use "./prog 1" to test the time of multithreaded version
{
t1 = time(0);
iret1 = pthread_create(&thread1, NULL, sumFrom1, (void*)&si1);
iret2 = pthread_create(&thread2, NULL, sumFrom1, (void*)&si2);
pthread_join(thread1, NULL);
pthread_join(thread2, NULL);
t2 = time(0);
printf("Thread 1 returns: %d\n",iret1);
printf("Thread 2 returns: %d\n",iret2);
printf("sum of 1..%d: %d\n", si1.n, si1.sum);
printf("sum of 1..%d: %d\n", si2.n, si2.sum);
printf("time: %d seconds", t2 - t1);
}
else // Use "./prog" to test the time of sequential version
{
t1 = time(0);
sumFrom1((void*)&si1);
sumFrom1((void*)&si2);
t2 = time(0);
printf("sum of 1..%d: %d\n", si1.n, si1.sum);
printf("sum of 1..%d: %d\n", si2.n, si2.sum);
printf("time: %d seconds", t2 - t1);
}
return 0;
}
更新1：
在“虚假分享”上搜索了一下（谢谢@Martin James！），我认为这是主要原因。有（至少）两种方法可以解决它：
第一种方法是在两个结构之间插入一个缓冲区（谢谢，@dasblinkenlight）：
my_struct_t si1;
char memHolder[4096];
my_struct_t si2;
如果没有-O2，耗时从 ~156s 减少到 ~38s。
第二种方法是避免频繁更新sit->sum，这可以使用临时变量来实现sumFrom1（正如@Jens Gustedt 回答的那样）：
for(int sum = 0, j = 0; j < nsim; j++)
{
sum = 0;
for(i = 0; i <= local_sit->n; i++)
sum += i;
}
local_sit->sum = sum;
如果没有-O2，耗时从 ~156s 减少到 ~35s 或 ~109s （它有两个峰值！我不知道为什么。）。使用-O2，耗时约 8 秒。