c - 内存共享 C - 性能

Question

我正在 Linux 中尝试进程创建/调度。作为其中的一部分，我有许多并发线程从共享内存缓冲区中计算基本哈希函数。每个线程都是使用克隆创建的，我正在尝试并使用各种标志、堆栈大小、来测量进程创建时间等。(因此使用克隆)

我的实验是在启用了超线程的 2 核 i7 上运行的。

在这种情况下，我发现，在启用所有标志(CLONE_VM、CLONE_SIGHAND、CLONE_FILES、CLONE_FS)的情况下，当我运行 4 个进程(即每个逻辑 CPU 一个)时，计算 n 个哈希函数所需的时间会加倍。运行2个进程。我的理解是，当进程等待 IO 时，超线程会有所帮助，因此对于 CPU 密集型进程来说，它几乎没有效果。它是否正确？

第二个观察结果是，在计算这些哈希函数(我计算哈希值 1 000 000 次)时，我观察到相当高的方差(最多 2 秒)。系统上没有其他进程正在运行(尽管有一些后台线程)。我很难理解为什么差异如此之大？这是否严格取决于调度程序如何安排进程？据我所知，如果不使用 sched_affinity，就不能保证它们将位于不同的 cpu 上，所以这可以通过将它们放置在同一 CPU 上来解释吗？

是否有其他方法可以在不依赖 sched_affinity 的情况下保证更高的可靠性？

第三个观察结果是，即使我只运行 2 个线程(因此每个线程都应该在 diff CPU 上调度)，我发现性能会下降(不是很多，而是一点点)。我很难理解为什么会这样？它是相同的只读缓冲区，并且适合缓存。访问页表时是否存在争用？那么是否最好创建两个具有不同地址空间的进程并显式共享该段，将其标记为只读？

Answer 1

不同的线程仍然在一个进程的上下文中运行，因此它们应该在运行进程的同一个 CPU 上运行(通常一个进程在一个 CPU 上运行，但这不能保证)。 当您运行两个线程而不是进程时，您会产生切换线程的开销，您执行的计算越多，需要执行的切换就越多，因此它会比在一个线程中完成的相同计算慢。 此外，如果您在不同的进程中运行相同的计算，那么在进程之间切换的开销会更大，但您更有可能在不同的 CPU 上运行，因此从长远来看，这可能会更快，但对于短期计算而言，速度不会那么快。

即使您认为没有其他进程在运行，操作系统也会一直有很多事情要做，并会切换到您并不总是意识到的自己的进程。

这一切都源于切换的随机性。希望我能帮一点忙。