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c – 使用多线程优化执行时间(简单示例)

发布时间:2020-12-16 09:40:18 所属栏目:百科 来源:网络整理
导读:我有以下代码: #include boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp #include boost/cstdint.hpp #include iostream int main() { boost::posix_time::ptime start = boost::posix_time::microsec_clock::local_time(); boost::uint64_t sum = 0; for (int
我有以下代码:

#include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp> 
#include <boost/cstdint.hpp> 
#include <iostream> 

int main() 
{ 
  boost::posix_time::ptime start = boost::posix_time::microsec_clock::local_time(); 

  boost::uint64_t sum = 0; 
  for (int i = 0; i < 1000000000; ++i) 
    sum += i; 

  boost::posix_time::ptime end = boost::posix_time::microsec_clock::local_time(); 
  std::cout << end - start << std::endl; 

  std::cout << sum << std::endl; 
}

任务是:重构以下程序以使用两个线程计算总数.由于现在许多处理器都有两个内核,因此应该通过利用线程来减少执行时间.

这是我的解决方案:

#include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
#include <boost/thread.hpp>
#include <boost/cstdint.hpp> 
#include <iostream> 


boost::uint64_t s1 = 0;
boost::uint64_t s2 = 0;

void sum1() 
{ 
  for (int i = 0; i < 500000000; ++i) 
    s1 += i; 
} 

void sum2()
{ 
  for (int i = 500000000; i < 1000000000; ++i) 
    s2 += i; 
}


int main() 
{ 
    boost::posix_time::ptime start = boost::posix_time::microsec_clock::local_time();

    boost::thread t1(sum1); 
    boost::thread t2(sum2); 

    t1.join(); 
    t2.join();

    boost::posix_time::ptime end = boost::posix_time::microsec_clock::local_time(); 
    std::cout << end - start << std::endl; 

    std::cout << s1+s2 << std::endl; 
}

请查看并回答以下问题:
1.为什么这段代码实际上并没有优化执行时间? :)(我使用英特尔酷睿i5处理器和Win7 64位系统)
2.为什么当我使用一个变量s来存储和而不是s1和s2时,总和变得不正确?

提前致谢.

解决方法

我会回答你的第二个问题,因为第一个问题还不清楚.当您使用单个全局变量来计算总和时,会出现由操作引起的所谓“数据竞争”

s += i;

不是“原子的”,意味着在汇编程序级别它被翻译成几个指令.如果一个线程正在执行这组指令,那么它可能被另一个执行相同操作的线程中断,并且结果将不一致.

这是因为操作系统在CPU上和从CPU调度线程这一事实,并且无法预测线程如何交错其指令执行.

在这种情况下,经典模式是有两个局部变量收集每个线程的总和,然后在线程完成其工作后将它们一起汇总成一个全局变量.

(编辑:李大同)

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