[问题]如何设计多线程程序，能达到节省运行时间的目的？

[tnger]

我有一个比较耗时间的数值运算程序，单线程需要40s左右的时间（在我的机器上），如果采用多线程设计，会不会节省时间？

我尝试了一下，在网上拷贝了一个简单的双线程程序，发现程序运行的时间不是少了，而是多了，大概要85s。所以我想知道采用多线程是否会节省时间，应该如何设计？请各位大虾不吝赐教，谢谢！

[猛将兄]

多线程不是提高程序的运行速度，而是提高计算机资源的使用效率
如果运行的任务不是一直在做运算，而是做一会IO，做一会运算，那么在做IO的时候，其他的线程可以做运算。
如果你是作数值运算，并且数据都在内存里面，所有的运算都没有IO等待，那么你在1个CPU的情况下，多线程必然更慢，因为多个线程之间上下文切换要产生不必要的开销。线程之间的互斥也将让效率变低
我想这个知识，大概老师都讲过的吧，但好像很多人都不太懂，基础知识还是很重要的

[fuhuizn]

多核机上有用

[eexpress]

在1个CPU的情况下，多线程必然更慢，因为多个线程之间上下文切换要产生不必要的开销

嗯。又见学院派。

[sonixrp]

多线程不是提高程序的运行速度，而是提高计算机资源的使用效率
如果运行的任务不是一直在做运算，而是做一会IO，做一会运算，那么在做IO的时候，其他的线程可以做运算。
如果你是作数值运算，并且数据都在内存里面，所有的运算都没有IO等待，那么你在1个CPU的情况下，多线程必然更慢，因为多个线程之间上下文切换要产生不必要的开销。线程之间的互斥也将让效率变低
我想这个知识，大概老师都讲过的吧，但好像很多人都不太懂，基础知识还是很重要的

简单明了，相当正确

[tnger]

谢谢猛将兄！
听君一言，豁然开朗啊！

如何是cpu是双核的（现在大部分cpu都是双核的），有没有方法使运行速度更快一点？

[mengqing]

www.openmp.org

可以参照里面的C＋＋的API

[猛将兄]

我不知道你的情况是不是这样
1。全部数据load进内存
2。运算可以分成不同的计算单元
如果是
你可以这么作
1。一个线程负责把数据load进内存，然后分发计算任务
2。一个核一个计算线程，负责从数据分发线程取得数据，然后计算
所以你可以有3个线程，一个线程分发任务，另外两个线程负责计算
有一些互斥（主要在分发任务的线程），但是，如果计算占大部分时间，这个互斥可以忽略不计

我做音频编码就是这么做的，基本上两个线程效率是1个线程的2倍。没有4cpu，理论上，会是4倍不到一点点，视你计算量不同而不同

[tnger]

谢谢猛将兄！

看来我要先尝试一下其他的降低复杂度的方法：降低运算精度，数据压缩等方法了。因为我的运算是单纯的数值运算，像的d(i).x*cos(j*3.14/180)+d(i).y*sin(j*3.14/180)之类的(i,j 是循环变量)，并且循环次数在10的9次方左右，只是数据之间是不关联的，所以我最初的想法是想尝试一下能够分开两个线程以减少运行时间，现在看来这个想法太不切实际了。

努力尝试其他降低运算复杂度的方法……

[poet]

我有一个比较耗时间的数值运算程序，单线程需要40s左右的时间（在我的机器上），如果采用多线程设计，会不会节省时间？

多线程的目标是提高系统响应度，在嵌入式和实时系统中比较常用。

至于节省时间，除非你有多核系统或者多CPU系统，否则多线程绝对不能节省时间。

——问题是目前的嵌入式和实时系统大都不是多核。

[poet]

谢谢猛将兄！

看来我要先尝试一下其他的降低复杂度的方法：降低运算精度，数据压缩等方法了。因为我的运算是单纯的数值运算，像的d(i).x*cos(j*3.14/180)+d(i).y*sin(j*3.14/180)之类的(i,j 是循环变量)，并且循环次数在10的9次方左右，只是数据之间是不关联的，所以我最初的想法是想尝试一下能够分开两个线程以减少运行时间，现在看来这个想法太不切实际了。

努力尝试其他降低运算复杂度的方法……

用什么语言的？用C的话试试编译加 -msse2 -fpmath=sse 参数。

[BigSnake.NET]

谢谢猛将兄！

看来我要先尝试一下其他的降低复杂度的方法：降低运算精度，数据压缩等方法了。因为我的运算是单纯的数值运算，像的d(i).x*cos(j*3.14/180)+d(i).y*sin(j*3.14/180)之类的(i,j 是循环变量)，并且循环次数在10的9次方左右，只是数据之间是不关联的，所以我最初的想法是想尝试一下能够分开两个线程以减少运行时间，现在看来这个想法太不切实际了。

努力尝试其他降低运算复杂度的方法……

把三角函数换成查表试试

[tnger]

用查表可以减少点时间，但帮助不大，因为我要作的系统的实时的，我的期望治是运算时间控制在20ms以内，现在我把循环次数尽量减少，希望会有帮助。

还是要感谢BigSnake.NET的提示！

[greco]

用Elang写

[eexpress]

20ms以内

要求似乎不高啊。如果就一个循环算法而言。
对于加快速度，查表是特例（高效，减少精度的做法），常规应该是少用库函数，包括浮点的函数／print等带格式化的输入输出函数（弱化浮点操作），自己根据需要的精度，编写必要的运算控制。多使用静态变量，少用标准的c的堆栈操作，尤其数组和参数传递（机器码对堆栈的操作消耗，是几倍到几十倍于静态变量的操作）。