你好,游客 登录 注册 搜索
背景:
阅读新闻

OpenMP创建线程中的锁及原子操作性能比较 - Augusdi的专栏

[日期:2013-04-16] 来源:  作者: [字体: ]
OpenMP创建线程中的锁及原子操作性能比较
相关文档连接:
在多核CPU中锁竞争到底会造成性能怎样的下降呢?相信这是许多人想了解的,因此特地写了一个测试程序来测试原子操作,windows CriticalSection, OpenMP的锁操作函数在多核CPU中的性能。
原子操作选用InterlockedIncrement来进行测试,
对每种锁和原子操作,都测试在单任务执行和多任务执行2000000次加锁解锁操作所消耗的时间。
测试的详细代码见后面。
测试机器环境: Intel 2.66G 双核CPU 机器一台
测试运行结果如下:
SingleThread, InterlockedIncrement 2,000,000: a = 2000000, time = 78
MultiThread, InterlockedIncrement 2,000,000: a = 2000000, time = 156
SingleThread, Critical_Section 2,000,000:a = 2000000, time = 172
MultiThread, Critical_Section, 2,000,000:a = 2000000, time = 3156
SingleThread,omp_lock 2,000,000:a = 2000000, time = 250
MultiThread,omp_lock 2,000,000:a = 2000000, time = 1063
在单任务运行情况下,所消耗的时间如下:
原子操作 78ms
Windows CriticalSection 172ms
OpenMP 的lock操作 250ms
因此从单任务情况来看,原子操作最快,Windows CriticalSection次之,OpenMP库带的锁最慢,但这几种操作的时间差距不是很大,用锁操作比原子操作慢了2~3倍左右。
在多个任务运行的情况下,所消耗的时间如下:
原子操作 156ms
Windows CriticalSection 3156ms
OpenMP 的lock操作 1063ms
在多任务运行情况下,情况发生了意想不到的变化,原子操作时间比单任务操作时慢了一倍,在两个CPU上运行比在单个CPU上运行还慢一倍,真是难以想象,估计是任务切换开销造成的。
Windows CriticalSection则更离谱了,居然花了3156ms,是单任务运行时的18倍多的时间,慢得简直无法想象。
OpenMP的lock操作比Windows CriticalSection稍微好一些,但也花了1063ms,是单任务时的7倍左右。
由此可以知道,在多核CPU的多任务环境中,原子操作是最快的,而OpenMP次之,Windows CriticalSection则最慢。
同时从这些锁在单任务和多任务下的性能差距可以看出,,多核CPU上的编程和以往的单核多任务编程会有很大的区别。
需要说明的是,本测试是一种极端情况下的测试,锁住的操作只是一个简单的加1操作,并且锁竞争次数达200万次之多,在实际情况中,一由于任务中还有很多不需要加锁的代码在运行,实际情况中的性能会比本测试的性能好很多。
测试代码如下:
// TestLock.cpp : OpenMP任务中的原子操作和锁性能测试程序。
//
#include <windows.h>
#include <time.h>
#include <process.h>
#include <omp.h>
#include <stdio.h>
void TestAtomic()
{
clock_t t1,t2;
int i = 0;
volatile LONG a = 0;
t1 = clock();
for( i = 0; i < 2000000; i++ )
{
InterlockedIncrement( &a);
}
t2 = clock();
printf("SingleThread, InterlockedIncrement 2,000,000: a = %ld, time = %ld/n", a, t2-t1);
t1 = clock();
#pragma omp parallel for
for( i = 0; i < 2000000; i++ )
{
InterlockedIncrement( &a);
}
t2 = clock();
printf("MultiThread, InterlockedIncrement 2,000,000: a = %ld, time = %ld/n", a, t2-t1);
}
void TestOmpLock()
{
clock_t t1,t2;
int i;
int a = 0;
omp_lock_t mylock;
omp_init_lock(&mylock);
t1 = clock();
for( i = 0; i < 2000000; i++ )
{
omp_set_lock(&mylock);
a+=1;
omp_unset_lock(&mylock);
}
t2 = clock();
printf("SingleThread,omp_lock 2,000,000:a = %ld, time = %ld/n", a, t2-t1);
t1 = clock();
#pragma omp parallel for 
for( i = 0; i < 2000000; i++ )
{
omp_set_lock(&mylock);
a+=1;
omp_unset_lock(&mylock);
}
t2 = clock();
printf("MultiThread,omp_lock 2,000,000:a = %ld, time = %ld/n", a, t2-t1);
omp_destroy_lock(&mylock);
}
void TestCriticalSection()
{
clock_t t1,t2;
int i;
int a = 0;
CRITICAL_SECTION cs;
InitializeCriticalSection(&cs);
t1 = clock();
for( i = 0; i < 2000000; i++ )
{
EnterCriticalSection(&cs);
a+=1;
LeaveCriticalSection(&cs);
}
t2 = clock();
printf("SingleThread, Critical_Section 2,000,000:a = %ld, time = %ld/n", a, t2-t1);
t1 = clock();
#pragma omp parallel for 
for( i = 0; i < 2000000; i++ )
{
EnterCriticalSection(&cs);
a+=1;
LeaveCriticalSection(&cs);
}
t2 = clock();
printf("MultiThread, Critical_Section, 2,000,000:a = %ld, time = %ld/n", a, t2-t1);
DeleteCriticalSection(&cs);
}
int main(int argc, char* argv[])
{
TestAtomic();
TestCriticalSection();
TestOmpLock();
return 0;
}





收藏 推荐 打印 | 录入:admin | 阅读:
相关新闻