使线程进入睡眠状态（c pthreads）答案

【问题标题】：Putting a thread to sleep (c pthreads)使线程进入睡眠状态（c pthreads）
【发布时间】：2012-06-21 20:01:09
【问题描述】：

我正在使用 pthreads 并试图让线程休眠 X 秒。

我试过sleep()，nanosleep()，pthread_cond_timedwait()（等待一个假的互斥锁X秒），pthread_yield()，每次线程唤醒时检查时间，看看是否该运行，最后只是忙着等待 X 秒。

问题在于，尽管考虑到结果，所有这些方法都可以正常工作，但它们并没有给出我期望的性能结果。性能以吞吐量（每秒回复）而不是时间来衡量。

在我的配置中，我在 2 个模拟物理内核（运行 Ubuntu Server 的 VirtualBox）上运行 3 个软件线程。我希望在将 3 个线程中的 1 个置于睡眠状态时获得更好的性能，因为其他 2 个线程有一个专用的 physical 核心可以在其上运行。然而，我得到了完全相反的行为（我所有的方法）：增加睡眠时间会降低性能。（注意 sleeping 线程的工作负载是 130-300ms。）

可能是因为虚拟化（主机有 4 个核心）？可能是因为我使用的方法与我使用 pthread_yield 的方法类似吗？

sleep() 和 nanosleep() 是如何实现的？他们使用信号吗？您认为使用信号处理程序和alarm() 的实现会是更好的方法吗？当我拨打pthread_cond_wait() 时会发生什么？它是如何实现的？

我也尝试使用chrt 更改调度策略，但没有成功。

【问题讨论】：

为什么不使用互斥体或信号量？让线程只在需要的时候休眠
您能否提供示例代码以及实际性能数据（例如，来自time 命令）来证明您的问题？
您的线程执行了多少工作？你睡多久？多常？不要忘记上下文切换会占用宝贵的 CPU 周期。
@Jarry 我将如何将互斥锁或信号量保持 X 秒？你能举个例子说明你的想法吗？
抱歉，您从未在问题中定义“性能”和“结果”的含义。在您定义要衡量的确切数量以确定性能之前，对于“我如何提高性能”没有真正的答案。

标签： c multithreading pthreads

【解决方案1】：

通过分析器运行您的代码以查看时间花在了哪里。否则，您只会猜测，根据我的经验，这些猜测 90% 的时间都是错误的。
alarm() 可能会有所帮助，但它实际上应该做 sleep() 所做的事情，所以我真的不希望有什么不同。

以下是一些可能导致此问题的想法：

缓存刷新。如果您的两个工作线程很好地使用了缓存，那么切换到新线程可能意味着缓存刷新，这可能非常昂贵。这里的想法是，如果睡眠者让它们保持更长的时间，工作线程可以填充更多缓存。
两个工作线程需要睡眠者占用/锁定的资源。
您衡量性能的效果如何？也许您测量了其他一些影响（桌面搜索索引您的计算机等）

要深入了解这一点，您必须逐个函数地减少代码，直到所需的行为开始出现 + 在分析器中运行以检查意外情况。

【讨论】：

【解决方案2】：

我同意@Aaron Digulla 的观点，即通过反复试验和猜测，您永远无法得到性能问题的答案。但更重要的是，我不确定你测量的是正确的东西，至少按照你的说法，你的周期性线程之间的睡眠时间越长，你的吞吐量就越差。按照这个逻辑，您可以将睡眠周期设置为无限数（基本上大于您的测量周期），并且您的吞吐量应该是最差的。是这样吗？

请注意，衡量服务器吞吐量可能是一项棘手的业务，在衡量和客户端设置方面存在许多缺陷。以下是一些示例，说明您的综合基准数字很容易被欺骗：http://www.teamquest.com/pdfs/whitepaper/load-test.pdf

如果您对性能测量感兴趣，请阅读该文章。是纯金的。

【讨论】：

是的，就是这样。现在关于测量，我对我的测量技术很有信心，尽管我不是服务器专家。我还将阅读您的参考资料，看看是否有任何可能与我的案例相关的内容，我希望发现它和您说的一样有益:)。
好吧，如果是这种情况，我认为您将不得不开始减少变量。您能否在真实的物理多核机器上运行相同的测试（这样虚拟机的东西就不在等式了）。此外，另一件值得做的事情是将工作线程的数量从 2 个增加，并查看它的吞吐量。
不幸的是，在物理多核上运行是不可能的，也是不可取的。我发现使用线程数是一个非常好的主意，但我不知道为什么我还没有尝试过。如果有什么有趣的事情发生，我会告诉你的。
实际上增加软件线程的数量 (4-8) 确实隐藏了差异（将更长睡眠的最低数字提高到与完全不睡眠相同）。然而，应用程序仍然没有从睡眠线程中受益。使用更多的线程也无济于事，如果你足够大，它就会开始给出初始图片。
因此，如果不详细检查代码，我认为您的睡眠线程实际上正在做一些有助于吞吐量的有用工作（除了定期的簿记工作类型）。并且可能存在一些阻塞操作（从磁盘/网络等读取），这意味着您需要比 num_cpus 更多的线程来保持 cpus 忙碌。