在Windows下创建和终止线程需要多长时间？

Question

我已将一个复杂的数组处理任务拆分为多个线程,以利用多核处理,并看到了很多好处.目前,在任务开始时我创建线程,然后在完成工作时等待它们终止.我通常创建的线程数量是核心数量的四倍,因为每个线程可能需要花费不同的时间,并且拥有额外的线程可确保所有核心在大多数时间内保持占用状态.我想知道在程序启动时创建线程会有多大的性能优势,让它们保持空闲直到需要,并在我开始处理时使用它们.更简单地说,在线程内部处理之上和之后开始和结束新线程需要多长时间？我现在正在使用线程

CWinThread *pMyThread = AfxBeginThread(CMyThreadFunc,&MyData,THREAD_PRIORITY_NORMAL);

通常,我将在64位架构上使用8个内核的32个线程.该过程目前需要<1秒,并且每次刷新显示时都会启动.如果开始和结束一个线程<1ms,则返回不能证明这一点.我在分析这个问题时遇到了一些困难.

这里的相关问题有所帮助,但对于我所追求的内容有点模糊.任何反馈意见.

Answer 1

我不久前写过这篇文章的时候,我有同样的基本问题(以及另一个显而易见的问题).我更新了它,不仅展示了创建线程所需的时间,还展示了线程开始执行所需的时间:

#include <windows.h>
#include <iostream>
#include <time.h>
#include <vector>

const int num_threads = 32;

const int switches_per_thread = 100000;

DWORD __stdcall ThreadProc(void *start) {
    QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER *) start);
    for (int i=0;i<switches_per_thread; i++)
        Sleep(0);
    return 0;
}

int main(void) {
    HANDLE threads[num_threads];
    DWORD junk;

    std::vector<LARGE_INTEGER> start_times(num_threads);

    LARGE_INTEGER l;
    QueryPerformanceCounter(&l);

    clock_t create_start = clock();
    for (int i=0;i<num_threads; i++)
        threads[i] = CreateThread(NULL, 
                            0, 
                            ThreadProc, 
                            (void *)&start_times[i], 
                            0, 
                            &junk);
    clock_t create_end = clock();

    clock_t wait_start = clock();
    WaitForMultipleObjects(num_threads, threads, TRUE, INFINITE);
    clock_t wait_end = clock();

    double create_millis = 1000.0 * (create_end - create_start) / CLOCKS_PER_SEC / num_threads;
    std::cout << "Milliseconds to create thread: " << create_millis << "\n";
    double wait_clocks = (wait_end - wait_start);
    double switches = switches_per_thread*num_threads;
    double us_per_switch = wait_clocks/CLOCKS_PER_SEC*1000000/switches;
    std::cout << "Microseconds per thread switch: " << us_per_switch;

    LARGE_INTEGER f;
    QueryPerformanceFrequency(&f);

    for (auto s : start_times) 
        std::cout << 1000.0 * (s.QuadPart - l.QuadPart) / f.QuadPart <<" ms\n";

    return 0;
}

样品结果:

Milliseconds to create thread: 0.015625
Microseconds per thread switch: 0.0479687

前几个线程启动时间如下所示:

0.0632517 ms
0.117348 ms
0.143703 ms
0.18282 ms
0.209174 ms
0.232478 ms
0.263826 ms
0.315149 ms
0.324026 ms
0.331516 ms
0.3956 ms
0.408639 ms
0.4214 ms

请注意,虽然这些都是单调递增的,但这并不能保证(尽管这个方向肯定存在趋势).

当我第一次写这篇文章时,我使用的单位更有意义 - 在33 MHz 486上,这些结果并非像这样的小分数.:-)我想有一天,当我有野心勃勃的时候,我应该重写这个std::async用来创建线程并std::chrono做时机,但......