C++多線程實現(xiàn)綁定CPU的方法詳解
Windows多線程
windows.h中提供了多線程解決方案,創(chuàng)建多線程的函數(shù)為
//返回值:一個HANDLE類型的值,表示線程的句柄,可用于等待線程等函數(shù) HANDLE CreateThread( LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes, // 不用管,一般為NULL SIZE_T dwStackSize, // 堆棧大小,一般為0,表示默認值 LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress, // 函數(shù)指針 __drv_aliasesMem LPVOID lpParameter, // 參數(shù)指針 DWORD dwCreationFlags, // 不用管,一般為0 LPDWORD lpThreadId // 線程id,一般設為NULL );
為了理解這個函數(shù),下面舉一個最簡單的例子
#include<iostream>
#include<windows.h>
// 編寫了一個我的線程函數(shù)
DWORD WINAPI MyThread(LPVOID ps)
{
int *n = (int *)ps;
for (int i = 0; i < 3; ++i)
printf("執(zhí)行線程%d, i=%d\n", n[0], i);
return 0L;
}
int main()
{
// 創(chuàng)造線程
int id1 = 1, id2=2;
CreateThread(NULL, 0, MyThread, &id1, 0, NULL);
CreateThread(NULL, 0, MyThread, &id2, 0, NULL);
system("PAUSE");
return 0;
}
其中,MyThread是一個用于創(chuàng)造新線程的函數(shù),其輸入?yún)?shù)ps是一個LPVOID類型的指針,在參數(shù)傳入后,將這個指針轉為整形指針(int *),然后將其賦給另一個整形指針n,然后在for循環(huán)中引用這個整形指針。
在main函數(shù)中,通過CreateThread函數(shù)創(chuàng)建一個線程并執(zhí)行,其中執(zhí)行的函數(shù)為MyThread,傳入的參數(shù)為id1, id2的地址。執(zhí)行后的結果為
執(zhí)行線程2, i=0
執(zhí)行線程1, i=0
執(zhí)行線程1, i=1
執(zhí)行線程1, i=2
執(zhí)行線程2, i=1
執(zhí)行線程2, i=2
請按任意鍵繼續(xù). . .
windows調度與綁定CPU
作為成熟的操作系統(tǒng),Windows為了更加充分利用CPU,會動態(tài)分配線程占用的CPU資源,以確保每個CPU核心不過累;另一方面,Intel作為成熟的CPU,為了充分考慮性能和能耗之間的均衡,當CPU沒有滿負荷運行的時候會自動降頻。
這兩個合在一起就是,Windows動態(tài)分配CPU核心,讓每個CPU都不過載;然后Intel動態(tài)規(guī)劃能耗,讓每個核心都降頻。于是CPU的頻率越降越低,Windows占用的資源越來越少,于是性能越來越差。
上面這個描述當然略顯夸張了,但道理是這么個道理,為了驗證這一點,可以將上面的MyThread函數(shù)稍作改動,
DWORD WINAPI MyThread(LPVOID ps)
{
int* n = (int*)ps;
int cpu = GetCurrentProcessorNumber();
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
printf("在CPU%d上執(zhí)行線程%d, i=%d\n", cpu, n[0], i);
Sleep(100);
}
return 0L;
}這樣就可以查看每次執(zhí)行線程時所使用的CPU,發(fā)現(xiàn)每次運行時使用的CPU是隨機的。
通過windows.h中的SetThreadAffinityMask來手動分配CPU,使用方法非常簡單
int main()
{
// 創(chuàng)造線程
int id1 = 1, id2=2;
auto th1 = CreateThread(NULL, 0, MyThread, &id1, 0, NULL);
SetThreadAffinityMask(th1, 0x01);
auto th2 = CreateThread(NULL, 0, MyThread, &id2, 0, NULL);
SetThreadAffinityMask(th2, 0x02);
// 記得等待線程結束
system("PAUSE");
return 0;
}效果如下
在CPU0上執(zhí)行線程1, i=0
在CPU1上執(zhí)行線程2, i=0
請按任意鍵繼續(xù). . . 在CPU1上執(zhí)行線程2, i=1
在CPU0上執(zhí)行線程1, i=1
在CPU0上執(zhí)行線程1, i=2
在CPU1上執(zhí)行線程2, i=2
在CPU1上執(zhí)行線程2, i=3
在CPU0上執(zhí)行線程1, i=3
在CPU1上執(zhí)行線程2, i=4
在CPU0上執(zhí)行線程1, i=4
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