Rumah pembangunan bahagian belakang C++ Bagaimanakah multithreading dalam C++ mempengaruhi prestasi fungsi?

Bagaimanakah multithreading dalam C++ mempengaruhi prestasi fungsi?

Apr 18, 2024 pm 12:51 PM
multithreading c++ Mekanisme penyegerakan Prestasi fungsi

Kesan pelbagai benang pada prestasi fungsi: Penciptaan benang/pemusnahan overhed: menggunakan sumber sistem dan menjejaskan prestasi. Penyegerakan benang: mengelakkan rasuah data, tetapi menambah overhed. Overhed penukaran konteks: Sistem berlaku apabila bertukar antara benang. Kes praktikal: Pengiraan jujukan Fibonacci, pengkomputeran selari berbilang benang boleh meningkatkan prestasi.

C++ 中的多线程机制如何影响函数性能?

Impak mekanisme multi-threading dalam C++ pada prestasi fungsi

Multi-threading merujuk kepada keupayaan untuk menjalankan berbilang serpihan program pada masa yang sama. Dalam C++, multithreading dilaksanakan melalui kelas std::thread. std::thread 类实现。

当一个函数在多线程环境中运行时,其性能可能会受到以下因素的影响:

  • 线程创建和销毁开销:创建和销毁线程需要系统资源,这可能会对函数的性能产生影响,尤其是当线程数量较多时。
  • 线程同步:当线程访问共享资源时,需要同步机制以避免数据损坏。这可以通过锁、互斥量和条件变量等同步原语来实现,但也会增加函数的开销。
  • 上下文切换开销:当系统在不同的线程之间切换时,会产生上下文切换开销。这包括保存和恢复寄存器和其他处理器状态。频繁的上下文切换可能会显著降低函数的性能。

实战案例:

考虑以下计算斐波纳契数列的函数:

int fibonacci(int n) {
    if (n <= 1) {
        return n;
    } else {
        return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
    }
}
Salin selepas log masuk

当在单线程环境中运行时,此函数的性能随着 n 的增加而呈指数下降。这是因为函数会递归调用自身,导致大量的上下文切换开销。

为了提高性能,我们可以使用多线程来并行计算斐波纳契数。以下是最小化的多线程版本:

#include <thread>

int fibonacci_thread(int n) {
    if (n <= 1) {
        return n;
    } else {
        std::thread t1(fibonacci_thread, n - 1);
        std::thread t2(fibonacci_thread, n - 2);
        t1.join();
        t2.join();
        return t1.get() + t2.get();
    }
}
Salin selepas log masuk

在这个例子里,我们使用两个线程来并行计算 fibonacci(n - 1)fibonacci(n - 2). 这样减少了递归调用的次数,从而降低了上下文切换开销。

通过使用多线程,我们可以显着提高 fibonacci 函数的性能,尤其是当 n

Apabila fungsi dijalankan dalam persekitaran berbilang benang, prestasinya mungkin dipengaruhi oleh faktor berikut: 🎜
  • 🎜Penciptaan dan pemusnahan benang di atas kepala: 🎜Mencipta dan memusnahkan benang memerlukan sumber sistem, yang mungkin menjejaskan Prestasi fungsi terjejas, terutamanya apabila bilangan benang adalah besar.
  • 🎜Penyegerakan benang: 🎜Apabila rangkaian mengakses sumber yang dikongsi, mekanisme penyegerakan diperlukan untuk mengelakkan rasuah data. Ini boleh dicapai melalui primitif penyegerakan seperti kunci, mutex dan pembolehubah keadaan, tetapi ia juga menambah overhed pada fungsi.
  • 🎜overhed penukaran konteks: 🎜Apabila sistem bertukar antara urutan yang berbeza, overhed penukaran konteks akan berlaku. Ini termasuk menyimpan dan memulihkan daftar dan keadaan pemproses lain. Suis konteks yang kerap boleh mengurangkan prestasi fungsi dengan ketara.
🎜🎜Kes praktikal: 🎜🎜🎜Pertimbangkan fungsi berikut yang mengira jujukan Fibonacci: 🎜rrreee🎜Apabila berjalan dalam persekitaran berbenang tunggal, prestasi fungsi ini meningkat dengan n berkurangan secara eksponen apabila bilangan bertambah. Ini kerana fungsi itu memanggil dirinya secara rekursif, menyebabkan banyak konteks menukar overhed. 🎜🎜Untuk meningkatkan prestasi, kita boleh menggunakan multi-threading untuk mengira nombor Fibonacci secara selari. Berikut ialah versi berbilang benang yang diminimumkan: 🎜rrreee🎜Dalam contoh ini, kami menggunakan dua utas untuk mengira fibonacci(n - 1) dan fibonacci(n - 2) dalam kod selari > Ini mengurangkan bilangan panggilan rekursif, dengan itu mengurangkan overhed penukaran konteks. 🎜🎜Dengan menggunakan multi-threading, kami boleh meningkatkan prestasi fungsi fibonacci dengan ketara, terutamanya apabila nilai <code>n adalah besar. 🎜

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimanakah multithreading dalam C++ mempengaruhi prestasi fungsi?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!

Kenyataan Laman Web ini
Kandungan artikel ini disumbangkan secara sukarela oleh netizen, dan hak cipta adalah milik pengarang asal. Laman web ini tidak memikul tanggungjawab undang-undang yang sepadan. Jika anda menemui sebarang kandungan yang disyaki plagiarisme atau pelanggaran, sila hubungi admin@php.cn

Alat AI Hot

Undresser.AI Undress

Undresser.AI Undress

Apl berkuasa AI untuk mencipta foto bogel yang realistik

AI Clothes Remover

AI Clothes Remover

Alat AI dalam talian untuk mengeluarkan pakaian daripada foto.

Undress AI Tool

Undress AI Tool

Gambar buka pakaian secara percuma

Clothoff.io

Clothoff.io

Penyingkiran pakaian AI

Video Face Swap

Video Face Swap

Tukar muka dalam mana-mana video dengan mudah menggunakan alat tukar muka AI percuma kami!

Alat panas

Notepad++7.3.1

Notepad++7.3.1

Editor kod yang mudah digunakan dan percuma

SublimeText3 versi Cina

SublimeText3 versi Cina

Versi Cina, sangat mudah digunakan

Hantar Studio 13.0.1

Hantar Studio 13.0.1

Persekitaran pembangunan bersepadu PHP yang berkuasa

Dreamweaver CS6

Dreamweaver CS6

Alat pembangunan web visual

SublimeText3 versi Mac

SublimeText3 versi Mac

Perisian penyuntingan kod peringkat Tuhan (SublimeText3)

Cara Mengira C-SubScript 3 Subscript 5 C-SubScript 3 Subscript 5 Algoritma Tutorial Cara Mengira C-SubScript 3 Subscript 5 C-SubScript 3 Subscript 5 Algoritma Tutorial Apr 03, 2025 pm 10:33 PM

Pengiraan C35 pada dasarnya adalah matematik gabungan, yang mewakili bilangan kombinasi yang dipilih dari 3 dari 5 elemen. Formula pengiraan ialah C53 = 5! / (3! * 2!), Yang boleh dikira secara langsung oleh gelung untuk meningkatkan kecekapan dan mengelakkan limpahan. Di samping itu, memahami sifat kombinasi dan menguasai kaedah pengiraan yang cekap adalah penting untuk menyelesaikan banyak masalah dalam bidang statistik kebarangkalian, kriptografi, reka bentuk algoritma, dll.

Pengaturcaraan Multithreaded Bahasa C: Panduan dan Penyelesaian Masalah Pemula Pengaturcaraan Multithreaded Bahasa C: Panduan dan Penyelesaian Masalah Pemula Apr 04, 2025 am 10:15 AM

C Language Multithreading Programming Guide: Mencipta Threads: Gunakan fungsi pthread_create () untuk menentukan id thread, sifat, dan fungsi benang. Penyegerakan Thread: Mencegah persaingan data melalui mutexes, semaphores, dan pembolehubah bersyarat. Kes praktikal: Gunakan multi-threading untuk mengira nombor Fibonacci, menetapkan tugas kepada pelbagai benang dan menyegerakkan hasilnya. Penyelesaian Masalah: Menyelesaikan masalah seperti kemalangan program, thread stop responses, dan kesesakan prestasi.

Fungsi Penggunaan Fungsi Jarak Jarak Jarak Penggunaan C Tutorial Penggunaan Fungsi Penggunaan Fungsi Jarak Jarak Jarak Penggunaan C Tutorial Penggunaan Apr 03, 2025 pm 10:27 PM

STD :: Unik menghilangkan elemen pendua bersebelahan di dalam bekas dan menggerakkannya ke akhir, mengembalikan iterator yang menunjuk ke elemen pendua pertama. STD :: Jarak mengira jarak antara dua iterators, iaitu bilangan elemen yang mereka maksudkan. Kedua -dua fungsi ini berguna untuk mengoptimumkan kod dan meningkatkan kecekapan, tetapi terdapat juga beberapa perangkap yang perlu diberi perhatian, seperti: STD :: Unik hanya berkaitan dengan unsur -unsur pendua yang bersebelahan. STD :: Jarak kurang cekap apabila berurusan dengan Iterator Akses Bukan Rawak. Dengan menguasai ciri -ciri dan amalan terbaik ini, anda boleh menggunakan sepenuhnya kuasa kedua -dua fungsi ini.

Penggunaan Releaseemaphore dalam C Penggunaan Releaseemaphore dalam C Apr 04, 2025 am 07:54 AM

Fungsi Release_semaphore dalam C digunakan untuk melepaskan semaphore yang diperoleh supaya benang atau proses lain dapat mengakses sumber yang dikongsi. Ia meningkatkan kiraan semaphore dengan 1, yang membolehkan benang menyekat untuk meneruskan pelaksanaan.

C dan Pengaturcaraan Sistem: Kawalan Rendah dan Interaksi Perkakasan C dan Pengaturcaraan Sistem: Kawalan Rendah dan Interaksi Perkakasan Apr 06, 2025 am 12:06 AM

C sesuai untuk pengaturcaraan sistem dan interaksi perkakasan kerana ia menyediakan keupayaan kawalan dekat dengan perkakasan dan ciri-ciri kuat pengaturcaraan berorientasikan objek. 1) C melalui ciri-ciri peringkat rendah seperti penunjuk, pengurusan memori dan operasi bit, operasi peringkat sistem yang cekap dapat dicapai. 2) Interaksi perkakasan dilaksanakan melalui pemacu peranti, dan C boleh menulis pemandu ini untuk mengendalikan komunikasi dengan peranti perkakasan.

Pembolehubah yang tidak digunakan dalam C/C: Mengapa dan Bagaimana? Pembolehubah yang tidak digunakan dalam C/C: Mengapa dan Bagaimana? Apr 03, 2025 pm 10:48 PM

Dalam tinjauan kod C/C, sering terdapat kes di mana pembolehubah tidak digunakan. Artikel ini akan meneroka sebab -sebab umum untuk pembolehubah yang tidak digunakan dan menerangkan bagaimana untuk mendapatkan pengkompil untuk mengeluarkan amaran dan bagaimana untuk menindas amaran tertentu. Punca -punca pembolehubah yang tidak digunakan Terdapat banyak sebab untuk pembolehubah yang tidak digunakan dalam kod: kelemahan kod atau kesilapan: Sebab yang paling langsung ialah terdapat masalah dengan kod itu sendiri, dan pembolehubah mungkin tidak diperlukan sama sekali, atau mereka diperlukan tetapi tidak digunakan dengan betul. Kod Refactoring: Semasa proses pembangunan perisian, kod akan diubahsuai dan refactored secara berterusan, dan beberapa pembolehubah penting sekali boleh ditinggalkan dan tidak digunakan. Pembolehubah Reserved: Pemaju boleh mendahului beberapa pembolehubah untuk kegunaan masa depan, tetapi mereka tidak akan digunakan pada akhirnya. Penyusunan Bersyarat: Sesetengah pembolehubah hanya boleh berada di bawah keadaan tertentu (seperti mod debug)

Python vs C: Aplikasi dan kes penggunaan dibandingkan Python vs C: Aplikasi dan kes penggunaan dibandingkan Apr 12, 2025 am 12:01 AM

Python sesuai untuk sains data, pembangunan web dan tugas automasi, manakala C sesuai untuk pengaturcaraan sistem, pembangunan permainan dan sistem tertanam. Python terkenal dengan kesederhanaan dan ekosistem yang kuat, manakala C dikenali dengan keupayaan kawalan dan keupayaan kawalan yang mendasari.

C Programmer &#S Panduan Tingkah Laku Tidak Ditentukan C Programmer &#S Panduan Tingkah Laku Tidak Ditentukan Apr 03, 2025 pm 07:57 PM

Meneroka tingkah laku yang tidak ditentukan dalam pengaturcaraan C: Panduan terperinci artikel ini memperkenalkan e-book mengenai tingkah laku yang tidak ditentukan dalam pengaturcaraan C, sejumlah 12 bab yang meliputi beberapa aspek pengaturcaraan C yang paling sukar dan kurang dikenali. Buku ini bukan buku teks pengenalan untuk bahasa C, tetapi bertujuan untuk pembaca yang biasa dengan pengaturcaraan bahasa C, dan meneroka pelbagai situasi yang mendalam dan akibat yang berpotensi dari tingkah laku yang tidak ditentukan. Pengarang Dmitrysviridkin, editor Andrey Karpov. Selepas enam bulan penyediaan yang teliti, e-book ini akhirnya bertemu dengan pembaca. Versi bercetak juga akan dilancarkan pada masa akan datang. Buku ini pada asalnya dirancang untuk memasukkan 11 bab, tetapi semasa proses penciptaan, kandungannya terus diperkaya dan akhirnya diperluas kepada 12 bab-ini sendiri adalah kes klasik yang luar bounds, dan boleh dikatakan setiap pengaturcara C

See all articles