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Question

我正在尝试一些多线程构造，但不知何故，似乎多线程并不比单个线程快。我把它缩小到一个非常简单的测试，使用嵌套循环（1000x1000），系统只计算下面我发布了单线程和多线程的代码以及它们的执行方式结果是单个线程在 110 ms 内完成循环，而两个线程也需要 112 ms 。我不认为问题是多线程的开销。如果我只将两个Runnable中的一个提交给ThreadPoolExecutor，它会在单个线程的一半时间内执行，这是有道理的。但是添加第二个Runnable会让它慢10倍。两个3.00Ghz核心都运行100％我认为它可能是特定于PC的，因为其他人的PC在多线程上显示了双倍速度的结果。但那么，我能做些什么呢？我有一台Intel Pentium 4 3.00GHz（2个CPU）和Java jre6。

测试代码：

// Single thread:
long start = System.nanoTime(); // Start timer
final int[] i = new int[1];     // This is to keep the test fair (see below)
int i = 0;
for(int x=0; x<10000; x++)
{
    for(int y=0; y<10000; y++)
    {
        i++; // Just counting...
    }
}
int i0[0] = i;
long end = System.nanoTime();   // Stop timer

此代码的执行时间约为 110 ms 。

// Two threads:

start = System.nanoTime(); // Start timer

// Two of the same kind of variables to count with as in the single thread.
final int[] i1 = new int [1];
final int[] i2 = new int [1];

// First partial task (0-5000)
Thread t1 = new Thread() {
    @Override
    public void run() 
    {
        int i = 0;
        for(int x=0; x<5000; x++)
            for(int y=0; y<10000; y++)
                i++;
        i1[0] = i;
    }
};

// Second partial task (5000-10000)  
Thread t2 = new Thread() {
    @Override
    public void run() 
    {
        int i = 0;
        for(int x=5000; x<10000; x++)
            for(int y=0; y<10000; y++)
                i++;
        int i2[0] = i;
    }
};

// Start threads
t1.start();
t2.start();

// Wait for completion
try{
    t1.join();
    t2.join();
}catch(Exception e){
    e.printStackTrace();
}

end = System.nanoTime(); // Stop timer

此代码在 112 ms 中执行。

编辑：我将Runnables更改为Threads并删除了ExecutorService（为了简化问题）。

修改：尝试了一些建议

Answer 1

你绝对不想继续轮询Thread.isAlive() - 这没有充分的理由会耗费大量的CPU周期。请改用Thread.join()。

此外，让线程直接递增结果数组，缓存行和所有内容可能不是一个好主意。更新局部变量，并在计算完成后执行单个存储。

编辑：

完全忽略了你正在使用奔腾4.据我所知，没有P4的多核版本 - 为了给出多核的幻觉，它有Hyper-Threading：两个逻辑核心共享一个物理核心的执行单元。如果您的线程依赖于相同的执行单元，那么您的性能将与（或更差！）单线程性能相同。例如，您需要在一个线程中进行浮点计算，在另一个线程中进行整数计算以获得性能改进。

P4 HT实现受到了很多批评，较新的实现（最近的core2）应该更好。

Answer 2

尝试稍微增加数组的大小。不，真的。

在同一个线程中按顺序分配的小对象最初将顺序分配。这可能在同一个缓存行中。如果你有两个内核访问同一个缓存行（然后micro-benhcmark基本上只是对同一个地址执行一系列写操作），那么他们将不得不争取访问。

java.util.concurrent中有一个类有一堆未使用的long字段。它们的目的是将不同线程经常使用的对象分成不同的缓存行。

Answer 3

我对这种差异并不感到惊讶。您正在使用Java的并发框架来创建线程（尽管我没有看到任何保证甚至创建了两个线程，因为第一个作业可能在第二个作业完成之前完成。

在幕后可能会进行各种各样的锁定和同步，而您实际上并不需要进行简单的测试。简而言之，我做认为问题是多线程的开销。

Answer 4

你对i没有做任何事情，所以你的循环可能只是最优化了。

Answer 5

您是否使用Runtime.getRuntime（）检查了PC上的可用内核数量.availableProcessors（）？

Answer 6

您的代码只是增加一个变量 - 无论如何这是一个非常快速的操作。你在这里使用多个线程并没有获得太多收益。当线程1必须等待某些外部响应或执行一些更复杂的计算时，性能增益更加明显，同时主线程或其他线程可以继续处理并且不会等待。如果您计算更高或使用更多线程（可能是一个安全数字是您机器中的CPU /核心数），您可能会获得更多收益。

多线程不比单线程快（简单循环测试）

6 个答案:

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