这个多线程程序的性能是否优于非多线程程序？

Question

我的一位同事让我为他写一份作业.虽然这不太符合道德规范,但我还是认罪.这就是问题所在:用C编写程序,计算序列1 ² + 2 ² + ... + n ².假设n是p的倍数,p是线程数.这就是我写的:

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define SQR(X) ((X) * (X))

int n, p = 10, total_sum = 0;

pthread_mutex_t mtx = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
/* Function prototype */
void *do_calc(void *arg);

int main(int argc, char** argv)
{
    int i;
    pthread_t *thread_array;
    printf("Type number n: ");
    fscanf(stdin, "%d", &n);

    if (n % p != 0 ) {
        fprintf(stderr, "Number must be multiple of 10 (number of threads)\n");
        exit(-1);
    }


    thread_array = (pthread_t *) malloc(p * sizeof(pthread_t));
    for (i = 0; i < p; i++)
        pthread_create(&thread_array[i], NULL, do_calc, (void *) i);
    for (i = 0; i < p; i++)
        pthread_join(thread_array[i], NULL);

    printf("Total sum: %d\n", total_sum);
    pthread_exit(NULL);
}

void *do_calc(void *arg)
{
    int i, local_sum = 0;
    int thr = (int) arg;
    pthread_mutex_lock(&mtx);
    for (i = thr * (n / p); i < ((thr + 1) * (n / p)); i++)
    local_sum += SQR(i + 1);
    total_sum += local_sum;
    pthread_mutex_unlock(&mtx);
    pthread_exit(NULL);
}

除了逻辑/句法的观点,我想知道:

1. 相应的非多线程程序将如何执行
2. 我怎么能测试/看他们的表现
3. 没有使用线程的程序是什么

提前谢谢,我期待着阅读你的想法

Answer 1

您在计算之前正在获取互斥锁.您应该在汇总到本地值之前立即执行此操作.

pthread_mutex_lock(&mtx);
total_sum += local_sum;
pthread_mutex_unlock(&mtx);

Answer 2

这取决于您拥有多少CPU.使用单个CPU内核,计算绑定程序永远不会在多个线程上运行得更快.

此外,由于你所做的所有工作都是锁定的,你最终只能运行一个单独的线程,所以无论如何它都是有效的单线程.