1
Я хочу вычислить сумму большой матрицы, и в настоящее время я не вижу улучшения производительности при использовании нескольких потоков или только одного. Я думаю, проблема связана с ложным совместным использованием, но я также добавил дополнение к моей структуре. Пожалуйста, смотрите!Предотвращение ложного обмена с использованием прокладки
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <pthread.h>
#define WIDTH 20000
pthread_mutex_t mylock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
struct split { // sizeof(split) = 24
int start;
int end;
int* matrix;
int i;
char padding[64 - 24]; //Padding the private sum variables forces them into separate cache lines and removes false sharing. Assume cache line is 64 bytes
};
int ran(){
return rand() % 21;
}
int* createBigMatrix(){
int* a = malloc(sizeof(int)* WIDTH * WIDTH);
for (int i = 0; i < WIDTH * WIDTH; i ++){
a[i] = ran(); // fill up the matrix with random numbers
}
return a;
}
static int finalSum;
void* partialSum(void* arg){
struct split* a = arg;
int totalSum = 0; // create local variable
int i;
for (i = a->start; i <= a->end; i ++){
totalSum += a->matrix[i];
}
pthread_mutex_lock(&mylock);
finalSum += totalSum; // critical section
pthread_mutex_unlock(&mylock);
free(a);
return 0;
}
int main(){ //-294925289
int useMultiThreads = 1; // there is no difference between using one thread or 4 therads
finalSum = 0;
pthread_t thread_ids[4];
// i want a square matrix of npages width
int* c = createBigMatrix();
printf("%lu\n", sizeof(struct split));
if (useMultiThreads){
// split the tasks evenly amoung 4 threads
// since there are 20,000x20,000, there must be 400,000,000 cells
int start[] = {0, 100000000, 200000000, 300000000};
int end[] = {99999999, 199999999, 299999999, 399999999};
// calculate sum
for (int i = 0; i < 4; i ++){
struct split* a = malloc(sizeof(struct split));
a->start = start[i];
a->end = end[i];
a->matrix = c;
pthread_create(thread_ids + i, NULL, partialSum, a);
}
for (int i = 0; i < 4; i ++){ // join em up
pthread_join(thread_ids[i], NULL);
}
}
else { // use single thread
for (int i = 0; i <= 399999999; i ++){
finalSum += c[i];
}
}
printf("total sum is %d\n", finalSum);
/*
real 0m4.871s
user 0m4.844s
sys 0m0.392s
*/
free(c);
return 0;
}
По-видимому, не существует большого объема для ложного обмена, поскольку матричные индексы, используемые потоками, не перекрываются, и, в любом случае, добавление параметра struct не помогло бы. Как вы измеряете время, потраченное на эту сумму? Мне кажется, что общая производительность этого процесса будет заключаться в создании и загрузке огромного массива до начала суммирования? –
Будьте осторожны с вашими индексами, 'int' окончательно не соответствует типу для больших матриц. Также укажите использование 'a->' из вашего цикла 'for'. Компилятор не может знать, может ли '* a' изменяться под капотом, поэтому он должен перезагружаться на каждой итерации. Вы можете изменить '' '' '' 'ограниченный '', но проще просто загрузить значения (границы и матрицу) в локальные переменные и использовать их внутри цикла. –