多线程程序的执行时间比单线程程序要长

Question

我用 C++ 编写了一个字符串排序程序，我的问题是它基本上是从 txt 文件中读取一些字符串块，然后放入一个向量并对字符串进行排序。首先，我使用单线程程序测量了排序执行时间。然后我将向量分成两个部分并使用两个线程对它们进行排序。但问题是多线程程序比单线程程序需要更多的时间来执行。有人可以解释一下是什么原因吗？...谢谢。

顺便说一下字符串向量包含20个字符长100万条字符串记录，我还没有添加文件读取功能。

单线程程序..

#include <iostream>
#include <string>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <intrin.h>

#pragma intrinsic(__rdtsc)
using namespace std;

vector<string> ReadFile();


int main()
{

vector<string> RandomStringVector;
unsigned __int64 t1,t2;

RandomStringVector = ReadFile();

t1 = __rdtsc();
sort(RandomStringVector.begin(),RandomStringVector.end());
t2 = __rdtsc();
printf_s("%I64d ticks\n", (t2 - t1)/1000000);

system("pause");
return 0;
}

这是多线程程序

#include <process.h>
#include <windows.h>
#include <iostream>
#include <string>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <intrin.h>

#pragma intrinsic(__rdtsc)
using namespace std;

void SortString(void * arg);
vector<string> ReadFile();

int main(){ 

vector<string> FullStringVector;
FullStringVector = ReadFile();

vector<string> v1(FullStringVector.begin(), FullStringVector.begin() + FullStringVector.size()/2),
    v2(FullStringVector.begin() + FullStringVector.size()/2 +1, FullStringVector.end());


_beginthread( SortString, 0, (void *)&v1);
_beginthread( SortString, 0, (void *)&v2);

system("pause");
return 0;
}

void SortString(void *arg)
{
unsigned __int64 t1,t2;
vector<string> * StringVector;
vector<string> SortedStringVector;
StringVector = (vector<string> *)arg;
SortedStringVector = *StringVector;
t1 = __rdtsc();
sort(SortedStringVector.begin(),SortedStringVector.end());
t2 = __rdtsc();
printf_s("%I64d ticks\n", (t2 - t1)/1000000);

}

Answer 1

首先，您使用处理器时钟节拍来衡量性能，通过这种衡量任何多线程算法将慢等效的单线程算法线程算法。原因是因为这个度量有效地计算了被执行的指令数量，并且线程总是给算法增加一点开销。

要正确衡量性能，您需要测量挂钟时间。这样，测量可以准确地反映不同内核/处理器并行完成的工作。

另外，在为并行执行调整算法时，您需要确保算法保持一致（在您的问题中，单线程和多线程排序并不相同。多线程版本需要额外通过将两半排序在一起）并且线程之间没有太多的通信开销（这里不是真正的问题，但考虑一个算法，其中线程 X 需要线程 Y 的结果才能计算自己的结果）。