请问对于多线程程序应该如何测试线程的切换开销呢

我做了一个程序的两个版本，跑同样的20个数据，用线程实现（启动20个线程分别处理20个数据）需要用8秒；和用进程实现（启动20个进程分别处理20个数据）却只需要4秒，不是应该是线程的运行速度要高于进程么，怎么反了呢？我怀疑会不会是线程进行切换时会有很大的开销，应该如何测试线程切换的开销呢，另外多进程环境下应该不会有进程切换的开销吧。谢谢

20 个解决方案

#1

你是怎么测量的时间？time命令？

#2

不会用命令来测量的吧

不过不知道楼主是怎么确定测量时间点的。

#3

不是用time，而是用函数测试的
struct timeval tv;
gettimeofday(&tv,NULL);
cout<<"START TIME :"<<tv.tv_sec<<endl;
gettimeofday(&tv,NULL);
cout<<"END TIME :"<<tv.tv_sec<<endl;

#4

程序1:进程版本

main()
{
for(int i=0;i<20;i++)
{
pid=fork()
if(pid==0)
{
process(data);
}
}
}

process(data)
{
struct timeval tv;
gettimeofday(&tv,NULL);
cout < <"START TIME :" < <tv.tv_sec < <endl;

相当复杂而且很恶心的处理过程，需要调用许多函数，省略......

gettimeofday(&tv,NULL);
cout < <"END TIME :" < <tv.tv_sec < <endl;
}

程序2：线程版本

main()
{
for(int i=0;i<20;i++)
{
tid=pthread_create(&tid,NULL,process,data)
if(tid==0)
{
process(data);
}
}
}

void *process(void arg*)
{
struct timeval tv;
gettimeofday(&tv,NULL);
cout < <"START TIME :" < <tv.tv_sec < <endl;

相当复杂而且很恶心的处理过程，需要调用许多函数，省略......

gettimeofday(&tv,NULL);
cout < <"END TIME :" < <tv.tv_sec < <endl;
}

这样应该会的到20组结果，我只是简单的取出START TIME第一次出现的时间和END TIME的最后一次出现时间计算！

#5

你的输出结果呢？估计和你处理的过程有关。随便说说

#6

你的进程处理结果是以空间资源换时间得到的，进程远比线程消耗的空间资源多。整个系统内进程是有限资源，线程远比进程多的多。

#7

用time肯定不准确.
号称intel的vtune,thread profile可以看到线程切换的时序图.
不过工具强大了掌握起来就有点罗嗦.呵呵，我还在摸说中.

如果是windows中,有一个获取cpu/thread时间的api.好象是getsystemtime...

#8

我用多线程版本程序处理数据时，每个线程的运行时间（线程开始时间采样点从线程创建完毕开始，线程结束时间采样点以线程核心任务
结束为准）会随着数据量的增长而增长。请大家帮我看一下后面的结果，不知道结果是正常还是有问题，谢谢。

线程版本的输出结果：

格式 现在已经结束的线程个数:  thread 线程序号 start at[开始时间] and finish at [结束时间] :runtime is [本线程运行时间]

1份数据结果
1:  thread 1 start at[1214188090] and finish at [1214188091] :runtime is [1]

10份数据结果
1:  thread 2 start at[1214187698] and finish at [1214187702] :runtime is [4]
2:  thread 3 start at[1214187698] and finish at [1214187702] :runtime is [4]
3:  thread 1 start at[1214187698] and finish at [1214187703] :runtime is [5]
4:  thread 7 start at[1214187698] and finish at [1214187703] :runtime is [5]
5:  thread 4 start at[1214187698] and finish at [1214187703] :runtime is [5]
6:  thread 8 start at[1214187698] and finish at [1214187703] :runtime is [5]
7:  thread 6 start at[1214187698] and finish at [1214187703] :runtime is [5]
8:  thread 10 start at[1214187698] and finish at [1214187703] :runtime is [5]
9:  thread 9 start at[1214187698] and finish at [1214187703] :runtime is [5]
10:  thread 5 start at[1214187698] and finish at [1214187703] :runtime is [5]

20份数据结果
1:  thread 18 start at[1214187633] and finish at [1214187641] :runtime is [8]
2:  thread 7 start at[1214187633] and finish at [1214187642] :runtime is [9]
3:  thread 17 start at[1214187633] and finish at [1214187642] :runtime is [9]
4:  thread 5 start at[1214187633] and finish at [1214187642] :runtime is [9]
5:  thread 20 start at[1214187633] and finish at [1214187643] :runtime is [10]
6:  thread 14 start at[1214187633] and finish at [1214187643] :runtime is [10]
7:  thread 3 start at[1214187633] and finish at [1214187643] :runtime is [10]
8:  thread 4 start at[1214187633] and finish at [1214187643] :runtime is [10]
9:  thread 16 start at[1214187633] and finish at [1214187643] :runtime is [10]
10:  thread 6 start at[1214187633] and finish at [1214187643] :runtime is [10]
11:  thread 1 start at[1214187633] and finish at [1214187644] :runtime is [11]
12:  thread 8 start at[1214187633] and finish at [1214187644] :runtime is [11]
13:  thread 11 start at[1214187633] and finish at [1214187644] :runtime is [11]
14:  thread 9 start at[1214187633] and finish at [1214187644] :runtime is [11]
15:  thread 12 start at[1214187633] and finish at [1214187644] :runtime is [11]
16:  thread 13 start at[1214187633] and finish at [1214187644] :runtime is [11]
17:  thread 15 start at[1214187633] and finish at [1214187644] :runtime is [11]
18:  thread 2 start at[1214187633] and finish at [1214187644] :runtime is [11]
19:  thread 19 start at[1214187633] and finish at [1214187644] :runtime is [11]
20:  thread 10 start at[1214187633] and finish at [1214187644] :runtime is [11]


30份数据结果
1:  thread 8 start at[1214187570] and finish at [1214187582] :runtime is [12]
2:  thread 1 start at[1214187570] and finish at [1214187583] :runtime is [13]
3:  thread 6 start at[1214187570] and finish at [1214187583] :runtime is [13]
4:  thread 30 start at[1214187570] and finish at [1214187584] :runtime is [14]
5:  thread 27 start at[1214187570] and finish at [1214187584] :runtime is [14]
6:  thread 4 start at[1214187570] and finish at [1214187585] :runtime is [15]
7:  thread 9 start at[1214187570] and finish at [1214187585] :runtime is [15]
8:  thread 17 start at[1214187570] and finish at [1214187585] :runtime is [15]
9:  thread 5 start at[1214187570] and finish at [1214187585] :runtime is [15]
10:  thread 12 start at[1214187570] and finish at [1214187585] :runtime is [15]
11:  thread 11 start at[1214187570] and finish at [1214187585] :runtime is [15]
12:  thread 14 start at[1214187570] and finish at [1214187585] :runtime is [15]
13:  thread 21 start at[1214187570] and finish at [1214187585] :runtime is [15]
14:  thread 19 start at[1214187570] and finish at [1214187585] :runtime is [15]
15:  thread 26 start at[1214187570] and finish at [1214187585] :runtime is [15]
16:  thread 18 start at[1214187570] and finish at [1214187586] :runtime is [16]
17:  thread 22 start at[1214187570] and finish at [1214187586] :runtime is [16]
18:  thread 10 start at[1214187570] and finish at [1214187586] :runtime is [16]
19:  thread 2 start at[1214187570] and finish at [1214187586] :runtime is [16]
20:  thread 20 start at[1214187570] and finish at [1214187586] :runtime is [16]
21:  thread 29 start at[1214187570] and finish at [1214187586] :runtime is [16]
22:  thread 16 start at[1214187570] and finish at [1214187586] :runtime is [16]
23:  thread 28 start at[1214187570] and finish at [1214187586] :runtime is [16]
24:  thread 13 start at[1214187570] and finish at [1214187586] :runtime is [16]
25:  thread 7 start at[1214187570] and finish at [1214187586] :runtime is [16]
26:  thread 25 start at[1214187570] and finish at [1214187586] :runtime is [16]
27:  thread 15 start at[1214187570] and finish at [1214187586] :runtime is [16]
28:  thread 24 start at[1214187570] and finish at [1214187586] :runtime is [16]
29:  thread 23 start at[1214187570] and finish at [1214187586] :runtime is [16]
30:  thread 3 start at[1214187570] and finish at [1214187586] :runtime is [16]

#9

嘿嘿，怀疑你的
[相当复杂而且很恶心的处理过程，需要调用许多函数，省略...... ]
程序里面有互斥逻辑。
多线程和单线程一样跑了。

#10

只有一个负责线程管理的线程中使用了pthread_mutex_t mutex的lock与unlock，普通线程体中没有使用互斥操作

#11

如果只有一个线程使用了pthread_mutex_t mutex
那么就删掉吧

只有一个线程使用和都不使用是没区别的。

只有超过一个线程使用pthread_mutex_t mutex，这个pthread_mutex_t mutex才有作用。

#12

如果启动的线程数大于cpu个数，这个时候效率是会有损失的。
所以，请尽量避免开大于cpu个数的线程数。

#13

如果严格按照“尽量避免开大于cpu个数的线程数”，那一次处理4个数据是最理想的了，那其余数据也只好等到下次处理再说了，那这样许许多多的数据还是不能并发处理喽

#14

用time()测量执行时间，不要用gettimeofday。

你的所有线程都是同时启动的，实际的执行时间是10份5，20份11，30份16，正常。

#15

我的机器有4个CPU，我把线程体里的所有内容（包括语句和函数调用）完全注释，换成一个什么都不作的循环体，
for(long i=0;i<2500000000;i++)
{
}
当采用1 个线程进行测试，单个进程时间为7秒。（将这个时间计作基本时间）
当采用4 个线程进行测试，4 个进程中运行的时间从7 到12秒都有出现
当采用8 个线程进行测试，8 个进程中运行的时间从7 到19秒都有出现
当采用16个线程进行测试，16个进程中运行的时间从23到34秒都有出现
当采用32个线程进行测试，32个进程中运行的时间从51到63秒都有出现
由于整个线程体中只有for循环体，不含有任何互斥操作，不知道这次测试的时间是否有问题，请帮我检查一下，为
什么每个线程处理的时间还会随着线程数目的增长而增长呢？

另外我对处理时间有下面的理解：
如果单线程处理时间为A，CPU个数为n，假设线程数目为n的k倍，处理时间是应该是（1）是A的k倍呢，（2）还是A的k倍
到2A的k倍呢？不知道对不对。谢谢

#16

man 2 time
man gettimeofday

要搞清楚wall clock time和进程执行时间的差别。

#17

不明白为什么不要用gettimeofday，不用time。能简单说一下“wall clock time”和“进程执行时”么，我对这些概念很不清楚

#18

错了，是“不要用gettimeofday，而用time”

#19

wall clock time就是日常的时间，gettimeofday返回值的差就是这个值，在这个时间内，系统可以调度执行很多的进程（线程），每个进程的执行时间都不是这个时间差。要想知道每个进程的执行时间，要用time()，它统计的才是进程真正的执行时间。

#20

我想问下wooyz，你有intel的vtune你有linux下的么，最好是可破解的，我从EMULE下了个9.0的，但是提示
Invalid Licence。谢谢