多线程 C++ 程序未使用 vector<thread> 和 .join() 并行运行

Question

注意：这是我在此网站上发表的第一篇文章，但我进行了广泛搜索，但无法找到解决问题的方法。 我编写了一个程序，它基本上测试数字向量的所有排列，以找到我定义的最佳序列。当然，即使是小的输入，计算数字的排列也是非常耗时的，所以我试图通过使用多线程来加快速度。

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这是一个复制问题的小样本：

class TaskObject {
public:
    void operator()() {
        recursiveFunc();
    }
private:
    Solution *bestSolution; //Shared by every TaskObject, but can only be accessed by one at a time
    void recursiveFunc() {
        if (base_case) { 
            //Only part where shared object is accessed
            //base_case is rarely reached
            return;
        }
        recursiveFunc();
    }
};

void runSolutionWithThreads() {
    vector<thread> threads(std::thread::hardware_concurrency());
    vector<TaskObject> tasks_vector(std::thread::hardware_concurrency());
    updateTasks(); //Sets parameters that intialize the first call to recursiveFunc
    for (int q = 0; q < (int)tasks_vector.size(); ++q) {
        threads[q] = std::thread(tasks_vector[q]);
    }
    for (int i = 0; i < (int)threads.size(); ++i) {
        threads[i].join();
    }
}

我以为这将使所有线程能够并行运行，但我可以看到使用 Visual Studio 中的性能分析器和 Windows 任务管理器的高级设置，一次只运行 1 个线程。在可以访问 4 个线程的系统上，CPU 限制在 25%。 每次运行时我都会得到正确的输出，因此算法逻辑没有问题。工作尽可能均匀地分布在所有任务对象中。很少发生与共享数据的冲突。使用线程池的程序实现总是以接近 100% 的速度运行。

提交给线程的对象不会打印到 cout，并且除了它们都通过指针引用的一个共享对象之外，它们都有自己的数据副本来执行它们的工作。

private:
    Solution* bestSolution;

此共享数据不易受到数据竞争条件的影响，因为我使用互斥锁中的 lock_guard 来制作它，因此一次只有一个线程可以更新 bestSolution。

换句话说，我的多线程程序使用系统中可用的线程数，为什么我的 CPU 没有以接近 100% 的速度运行？

如果需要，我可以随时更新这篇文章，提供更多信息。

Answer 1

在调试您的应用程序时，使用调试器“中断所有”线程。然后使用调试线程窗口检查每个线程以查看每个线程正在执行的位置。您可能会发现只有一个线程正在执行代码，而其余的都被阻塞在一个正在运行的线程所持有的互斥体上。

如果你展示一个更完整的代码示例，它可以提供很大帮助。