java - 多线程不比单线程快(简单循环测试)

Question

我正在试验一些多线程结构，但不知何故，多线程似乎并不比单线程快。我将其缩小为一个非常简单的测试，其中包含一个嵌套循环 (1000x1000)，系统只在其中计算。
下面我贴出了单线程和多线程的代码以及它们是如何执行的。
结果是单线程完成循环大约需要110 ms，而两个线程也需要大约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，它的执行时间是单线程的一半，这是有道理的。但是添加第二个 Runnable 会使它慢 10 倍。两个 3.00Ghz 内核都在 100% 运行。
我认为这可能是特定于 pc 的，因为其他人的 pc 在多线程上显示了双倍速度的结果。但是，我能做些什么呢？我有一个 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 毫秒。

// 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

此代码的执行时间约为 112 毫秒。

编辑:我将 Runnables 更改为 Threads 并去掉了 ExecutorService(为简化问题)。

编辑:尝试了一些建议

Answer 1

您绝对不想继续轮询 Thread.isAlive() - 这无缘无故地消耗了大量 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，并在计算完成后进行单个存储。

编辑:

完全忽略了您使用的是 Pentium 4。据我所知，P4 没有多核版本 - 为了给人一种多核的错觉，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，您的性能将与(或更差!)单线程性能。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)应该会更好。