互斥同步比 2 个线程中不同步有多慢

Question

我有两个线程需要在不同的内核中运行。当我在代码中不提供同步时，执行代码中的线程仅需约 0.6 秒（对于 N=100000000 的迭代）。当我使用互斥同步运行相同的代码时，线程到线程的时间约为 3 秒。我不确定这是否应该显示。应该这么慢吗？或者我在我的代码中犯了一个错误。

#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/time.h>
#include <time.h>
#include <sched.h>


int x=0;
long long i;
long long count=0;
pthread_mutex_t mutex;


double getsecs(void)
{
    struct timeval tv;
    gettimeofday(&tv, NULL);
    return tv.tv_sec + tv.tv_usec / 1.0e6;
}


void* changetoone(void *arg)
        { 

  pthread_mutex_lock(&mutex);

         for (i=0; i<10000000; i++){

            count2=i;
            while(x!=1)


            { count= count+1;
                x=1;

              //printf("%d", x);


            }
            pthread_mutex_unlock(&mutex);

         }
         return NULL;

        }


void* changetozero(void *arg){
        pthread_mutex_lock(&mutex);//we can set one or more bits here, each one representing a single CPU

 for (i=0; i<10000000; i++){
            while(x!=0)
            {count= count+1;
             x=0;


          printf("%d", x);


             }
          pthread_mutex_unlock(&mutex);   
        } 

        return 0;           
       } 


int main()
{


    double t1 = getsecs();

    pthread_t thread1;

    pthread_create(&thread1, NULL, changetoone, &x);

    pthread_t thread2;
    pthread_create(&thread2, NULL, changetozero, &x);    

    pthread_join(thread1, NULL);
    pthread_join(thread2, NULL);

    double t2 = getsecs();


    printf("elapsed seconds: %f, %f  uS/iteration\n", t2-t1,1000000*(t2-t1)/100000000);
   printf("%lld\n", count);

}

Answer 1

好吧，老实说，它真的不重要它有多慢。要么你需要同步，要么你不需要。

在需要时不使用它可能会导致错误的结果。您希望代码慢还是代码不正确？

话虽如此，我看到您的线程在 1000 万次迭代循环的整个持续时间内都锁定了互斥锁。这实际上与按顺序调用这两个函数相同。如果您想要真正的并发，锁定和解锁操作将在循环内部，类似于（伪代码）：

do 10,000,000 times:
    lock mutex
    do operation
    unlock mutex

但请记住，线程仅在争用相对低时才有用。如果两个线程在 99% 的时间里都需要一个锁（就像您的代码中的情况一样，即使 在循环内移动锁），如果任何。

您可能甚至会看到性能下降，因为线程大多仍是互斥的，但添加了互斥体以减慢速度。