并行化的版本为什么比单线程版本慢?有误差共享吗?
创始人
2024-12-18 17:01:33
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错误共享是指当多个线程试图同时更新同一缓存行的不同变量时发生的现象。由于缓存经常被不同的核心和线程共享,因此频繁的内存访问可能会出现错误共享,这会导致性能下降。

解决错误共享的方法是通过在变量之间添加填充(padding)来分隔缓存行。填充使得每个变量都独立于其他变量,并确保不会与其他变量共享同一缓存行。

以下是一个示例程序,其中使用填充来避免错误共享。

#include 
#include 
#include 

const int kArraySize = 1024;

int main() {
  int array[kArraySize];
  for (int i = 0; i < kArraySize; ++i) {
    array[i] = i;
  }

  int num_threads = 2;
  std::thread threads[num_threads];

  auto start = std::chrono::system_clock::now();

  // spawn threads
  for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {
    threads[i] = std::thread([&, i]() {
      // each thread updates every other element
      for (int j = 0; j < kArraySize; ++j) {
        // add padding to avoid false sharing
        int padding[8];
        for (int k = 0; k < 8; ++k) {
          padding[k] = 0;
        }

        if (j % 2 == i) {
          array[j] *= 2;
        }
      }
    });
  }

  // join threads
  for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {
    threads[i].join();
  }

  auto end = std::chrono::system_clock::now();
  auto elapsed =
      std::chrono::duration_cast(end - start

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