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我正在开发一个C++应用程序Qt。我有一个非常基本的疑问，如果这太愚蠢了，请原谅我......

我应该创建多少个线程才能在最短的时间内在它们之间划分任务？

我问这个是因为我的笔记本电脑是第三代i5处理器（3210m）。因此，由于它是双核和NO_OF_PROCESSORS 环境变量，因此向我展示了4。我在一篇文章中读到，应用程序的动态内存仅适用于启动该应用程序的处理器。那么我应该只创建1 个线程（因为 env 变量说 4 个处理器）还是2 个线程（因为我的处理器是双核和 env 变量可能暗示核心数）还是4 个线程（如果那篇文章是错误的）？请原谅我，因为我是一个尝试学习 Qt 的初级程序员。谢谢你 ：）

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虽然超线程有点谎言（你被告知你有 4 个核心，但你实际上只有 2 个核心，另外两个只运行在前两个不使用的资源上，如果有这样的话），正确的做法仍然是使用尽可能多的NO_OF_PROCESSORS线程。

请注意，英特尔并不是唯一对您撒谎的公司，在最近的 AMD 处理器上更糟糕的是，您拥有 6 个所谓的“真正”内核，但实际上只有 4 个内核，它们之间共享资源。

然而，大多数时候，它或多或少都有效。即使没有显式阻塞线程（在等待函数或阻塞读取上），也总会有一个核心停止的点，例如由于缓存未命中而访问内存时，这会释放出可以被超线程核心。

因此，如果您有很多工作要做，并且可以很好地并行化，那么您应该拥有与广告内核一样多的工作人员（无论它们是“真实的”还是“超级”）。这样，您可以最大限度地利用可用的处理器资源。

理想情况下，应在应用程序启动的早期创建工作线程，并有一个任务队列将任务交给工作人员。由于同步通常是不可忽略的，因此任务队列应该相当“粗略”。在最大核心使用率和同步开销之间存在折衷。

例如，如果您在一个数组中有 1000 万个元素要处理，您可能会推送引用 100,000 或 200,000 个连续元素的任务（您不会想要推送 1000 万个任务！）。这样，您可以确保平均而言没有内核处于空闲状态（如果一个内核提前完成，它会拉另一个任务而不是什么都不做），并且您只有大约一百个同步，其开销或多或少可以忽略不计。

如果任务涉及文件/套接字读取或其他可能无限期阻塞的事情，那么产生另外 1-2 个线程通常是没有错误的（需要一些实验）。

于 2013-01-26T16:44:47.780 回答
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这完全取决于您的工作负载，如果您的工作负载非常密集，您应该更接近您的 CPU 拥有的线程数（在您的情况下为 4 - 2 核 * 2 用于超线程）。少量的超额订阅也可以，因为这可以补偿您的一个线程等待锁定或其他东西的时间。
另一方面，如果您的应用程序不依赖于 cpu 并且大部分时间都在等待，您甚至可以创建比 cpu 计数更多的线程。但是，您应该注意到创建线程可能是相当大的开销。唯一的解决方案是衡量您的瓶颈是否存在并朝该方向进行优化。

另请注意，如果您使用的是 c++11，您可以使用std::thread::hardware_concurrency一种可移植的方式来确定您拥有的 cpu 内核数量。

关于你关于动态内存的问题，你一定误解了那里的东西。通常你创建的所有线程都可以访问你在应用程序中创建的内存。另外，这与C++无关，超出了C++标准的范围。

于 2013-01-26T16:46:20.840 回答
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NO_OF_PROCESSORS显示 4，因为您的 CPU 具有超线程。超线程是英特尔的技术商标，它使单个内核能够或多或少地同时执行同一应用程序的 2 个线程。只要一个线程正在获取数据而另一个线程正在访问 ALU，它就可以工作。如果两者都需要相同的资源并且指令无法重新排序，则一个线程将停止。这就是您看到 4 个核心的原因，即使您有 2 个。

动态内存仅可用于其中一个内核，IMO 不太正确，但寄存器内容和有时缓存内容是正确的。驻留在 RAM 中的所有内容都应该可供所有 CPU 使用。

比 CPU 更多的线程可以提供帮助，具体取决于您的操作系统调度程序的工作方式/您访问数据的方式等。要找到您必须对代码进行基准测试。其他一切都只是猜测。

除此之外，如果您正在尝试学习 Qt，那么担心这可能不是正确的事情......

编辑：

回答您的问题：如果您增加线程数，我们无法真正告诉您程序运行的速度有多慢/多快。取决于你在做什么，这会改变。例如，如果您正在等待来自网络的响应，则可以更多地增加线程数。如果您的线程都使用相同的硬件，4 个线程的性能可能不会比 1 个更好。最好的方法是简单地对您的代码进行基准测试。

在理想的世界中，如果您“只是”在运行 4 或 8 个线程时处理数字不应该有什么不同，那么净时间应该是相同的（忽略上下文切换的时间等），只是响应时间会有所不同。问题是没有什么是理想的，我们有缓存，你的 CPU 都在同一条总线上访问相同的内存，所以最终它们会竞争对资源的访问。然后，您还有一个操作系统，它可能会或可能不会在给定时间安排线程/进程。

您还要求解释同步开销：如果您的所有线程都访问相同的数据结构，您将不得不进行一些锁定等操作，以便在更新时没有线程访问处于无效状态的数据。

假设你有两个线程，都做同样的事情：

int sum = 0; // global variable

thread() {
    int i = sum;
    i += 1;
    sum = i;
}

如果同时启动两个线程执行此操作，则无法可靠地预测输出：它可能会像这样发生：

THREAD A : i = sum; // i = 0
           i += 1;  // i = 1
**context switch**
THREAD B : i = sum; // i = 0
           i += 1;  // i = 1
           sum = i; // sum = 1
**context switch**
THREAD A : sum = i; // sum = 1

最后sum是1，2即使你启动了两次线程。为避免这种情况，您必须同步sum对共享数据的访问。通常，您可以通过根据需要阻止访问来做到这一点sum。同步开销是线程等待资源再次解锁、什么都不做的时间。

如果每个线程都有离散的工作包并且没有共享资源，则应该没有同步开销。

于 2013-01-26T16:47:08.497 回答
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在 Qt 中开始在线程之间划分工作的最简单方法是使用 Qt Concurrent 框架。示例：您想要对 QList 中的每个项目执行一些操作（很常见）。

void operation( ItemType & item )
{
  // do work on item, changing it in place
}

QList<ItemType> seq;  // populate your list

// apply operation to every member of seq
QFuture<void> future = QtConcurrent::map( seq, operation );
// if you want to wait until all operations are complete before you move on...
future.waitForFinished();

Qt 自动处理线程...无需担心。QFuture文档描述了如何在map需要时使用信号和槽不对称地处理完成。

于 2013-01-26T21:57:26.480 回答