Блог

Я экспериментирую со стандартными потоками C . Я написал небольшой тест для проверки накладных расходов на производительность и общей пропускной способности. Принцип заключается в том, чтобы запускать в одном или нескольких потоках цикл из 1 миллиарда итераций, время от времени делая небольшую паузу.

В первой версии я использовал счетчики в разделяемой памяти (т. Е. Обычные переменные). Я ожидал следующего вывода:

 Sequential      1e 009 loops    4703 ms 212630 loops/ms
2 thrds:t1      1e 009 loops    4734 ms 211238 loops/ms
2 thrds:t2      1e 009 loops    4734 ms 211238 loops/ms
2 thrds:tt      2e 009 loops    4734 ms 422476 loops/ms
manythrd tn     1e 009 loops    7094 ms 140964 loops/ms
...  
manythrd tt     6e 009 loops    7094 ms 845785 loops/ms
  

К сожалению, на дисплее отображались некоторые счетчики, как если бы они были неинициализированы!

Я мог бы решить проблему, сохранив конечное значение каждого счетчика в atomic<> для последующего отображения. Однако я не понимаю, почему версия, основанная на простой разделяемой памяти, не работает должным образом: каждый поток использует свой собственный счетчик, поэтому условия гонки отсутствуют. Даже поток отображения обращается к счетчикам только после завершения подсчета потоков. Использование volatile тоже не помогло.

Может ли кто-нибудь объяснить мне это странное поведение (как будто память не обновлялась) и сказать мне, пропустил ли я что-то?

Здесь общие переменные:

 const int maxthread = 6;
atomic<bool> other_finished = false;
atomic<long> acounter[maxthread];
  

Здесь приведен код потоковой функции:

 void foo(longamp; count, int ic, long maxcount)   
{
    count = 0;  
    while (count < maxcount) {
        count  ;
        if (count % 10000000 == 0)
            this_thread::sleep_for(chrono::microseconds(1));
    }
    other_finished = true;      // atomic: announce work is finished
    acounter[ic] = count;       // atomic: share result 
}
  

Вот пример того, как я вызываю тесты потоков:

 mytimer.on();                 // second run, two threadeds
thread t1(foo, counter[0], 0, maxcount);  // additional thread
foo(counter[1], 1, maxcount);         // main thread
t1.join();                    // wait end of additional thread
perf = mytimer.off();     
display_perf("2 thrds:t1", counter[0], perf);  // non atomic version of code
display_perf("2 thrds:t2", counter[1], perf);
display_perf("2 thrds:tt", counter[0]   counter[1], perf);
  

Вот упрощенная версия для воспроизведения проблемы:

 void deep_thought(intamp; value) { value = 6 * 9; }

int main()
{
    int answer = 42;
    std::thread{deep_thought, answer).join();
    return answer; // 42
}
  

Это похоже на передачу ссылки answer на рабочую функцию и присвоение 6 * 9 ссылке и, следовательно, на answer . Однако конструктор std::thread создает копию answer и передает ссылку на копию в рабочую функцию, а переменная answer в основном потоке никогда не изменяется.

Оба GCC-4.9 и Clang-3.5 отклоняют приведенный выше код, поскольку рабочая функция не может быть вызвана со ссылкой lvalue. Вы можете решить проблему, передав переменную с std::ref :

     std::thread{deep_thought, std::ref(answer)}.join();