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在多核CPU中鎖競爭到底會造成性能怎樣的下降呢？相信這是許多人想了解的，因此特地寫了一個測試程序來測試原子操作，windows CriticalSection， OpenMP的鎖操作函數(shù)在多核CPU中的性能。
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原子操作選用InterlockedIncrement來進(jìn)行測試，
對每種鎖和原子操作，都測試在單任務(wù)執(zhí)行和多任務(wù)執(zhí)行2000000次加鎖解鎖操作所消耗的時間。
測試的詳細(xì)代碼見后面。
測試機(jī)器環(huán)境： Intel 2.66G 雙核CPU 機(jī)器一臺
測試運行結(jié)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
在單任務(wù)運行情況下，所消耗的時間如下：
原子操作 78ms
Windows CriticalSection 172ms
OpenMP 的lock操作 250ms
因此從單任務(wù)情況來看，原子操作最快，Windows CriticalSection次之，OpenMP庫帶的鎖最慢，但這幾種操作的時間差距不是很大，用鎖操作比原子操作慢了2～3倍左右。
在多個任務(wù)運行的情況下，所消耗的時間如下：
原子操作 156ms
Windows CriticalSection 3156ms
OpenMP 的lock操作 1063ms
在多任務(wù)運行情況下，情況發(fā)生了意想不到的變化，原子操作時間比單任務(wù)操作時慢了一倍，在兩個CPU上運行比在單個CPU上運行還慢一倍，真是難以想象，估計是任務(wù)切換開銷造成的。
Windows CriticalSection則更離譜了，居然花了3156ms，是單任務(wù)運行時的18倍多的時間，慢得簡直無法想象。
OpenMP的lock操作比Windows CriticalSection稍微好一些，但也花了1063ms，是單任務(wù)時的7倍左右。
由此可以知道，在多核CPU的多任務(wù)環(huán)境中，原子操作是最快的，而OpenMP次之，Windows CriticalSection則最慢。
同時從這些鎖在單任務(wù)和多任務(wù)下的性能差距可以看出，，多核CPU上的編程和以往的單核多任務(wù)編程會有很大的區(qū)別。
需要說明的是，本測試是一種極端情況下的測試，鎖住的操作只是一個簡單的加1操作，并且鎖競爭次數(shù)達(dá)200萬次之多，在實際情況中，一由于任務(wù)中還有很多不需要加鎖的代碼在運行，實際情況中的性能會比本測試的性能好很多。
測試代碼如下：
- // TestLock.cpp : OpenMP任務(wù)中的原子操作和鎖性能測試程序。
- //
- #include
- #include
- #include
- #include
- #include
- 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;
- }
原文鏈接：http://blog.csdn.net/drzhouweiming/article/details/1689853
網(wǎng)站標(biāo)題：OpenMP創(chuàng)建線程中的鎖及原子操作性能比較
文章轉(zhuǎn)載：http://www.dlmjj.cn/article/dpoosoe.html
