Как поддерживать многопоточность?

@SerVal · Регистрация: 16.04.2015

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Есть восьмиядерный процессор, у которого 7 ядер из восьми делают вид, что работают.
А на самом деле нет.

Вот создаём 8 нитей вычислений:

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        uint32_t n_threads = std::thread::hardware_concurrency();
 
        std::vector<std::thread> threads(n_threads); // создаём массив нитей
        std::vector<uint32_t>    results(n_threads); // сюда каждая нить помещает результат
        std::vector<uint32_t> output;                // сюда мы добавляем понравившиеся результаты
 
        // создаём и запускаем нити
        for (int i = 0; i < n_threads; i++)
        {
            threads[i] = std::thread(&isPrime, candidate, &results[i]);
        }
 
        // ждём завершения работы всех нитей
        for (int i = 0; i < n_threads; i++)
                  threads[i].join();
    
    // смотрим результаты выполнения нитей
    for (int i = 0; i < n_threads; i++)
    {
        if (results[i] > 0) // нить что-то нашла
        {
            output.push_back(results[i]); // добавляем результат в output
        }
    }

Теоретически, всё замечательно. Создали и запустили нити, подождали их завершения и скопировали себе результаты.
Это если нити работают примерно одинаковое время!
А если 7 нитей завершили работу за 1 секунду, а одна из нитей работает 1 час, никакой замечательности нетути!
Пока 8-я нить не завершит работу, 7 ядер процессора простаивают.

Ребятки, есть ли какие-нибудь идеи, чтобы ядра не простаивали?

IGPIGP · 15.02.2019, 20:15

SerVal, позволю себе предположить, что eva2326, имела в виду библиотеку boost.
https://www.boost.org/doc/libs... _pool.html

@SerVal · 15.02.2019, 20:24 **[ТС]**

Сообщение от valen10

в это время нить[0] может взять на проверку следующее число

Так не может! Назначить задание нити[0] мы можем после того как получим от неё результат.
Для этого надо вызвать для неё thread.join() или future.get(). А это останавливают основную программу.
Другого способа убедиться в завершении нити - нетути.

*проверяется у меня не 8 чисел, а 4-5 миллионов. 8 чисел проверяются параллельно(число ядер процессора).

@valen10 · 15.02.2019, 20:36

Сообщение от SerVal

Назначить задание нити[0] мы можем после того как получим от неё результат

Нить вполне может вести самостоятельное существование: получать задания из одной структуры данных и записывать результат своей работы в другую структуру данных. Впрочем, спорить не намерен, т.к. уже теряю понимание, что в итоге требуется получить. Возможность создания самостоятельных нитей подтвердил кодом выше. Если такой вариант не подходит, давайте признаем его несостоятельным и отложим в сторону.

@S_el · 15.02.2019, 20:57

SerVal, зачем вы вообще напрямую с std::thread работаете? Возьмите библиотеку, где все это сделали за вас. Если используете Visual Studio в которую еще не добавили стандартные алгоритмы, то возьмите PPL от microsoft.

@SerVal · 16.02.2019, 07:52 **[ТС]**

valen10, вот тут у вас всё и остановится.
В функции main:

C++
1
2
3
4
5
6
size_t primes_count = 0;
 for (size_t i = 0; i < N; ++i) {
 thread_list[i].join();
 cout << "Time " << i << ": " << duration[i] << endl;
 primes_count += result[i].size();
 }

Если одно из заданий выполняется 1 час, Вы будете ждать 1 час(это нормально).
При этом, дать задания освободившимся ядрам Вы не сможете и они будут простаивать.

*впрочем, у меня получается ещё хуже. А может, я ничего не понимаю.

@SerVal · 18.02.2019, 15:41 **[ТС]**

В общем, распараллелил на 4, 8, 16.. потоков без простоя освободившихся ядер.
Примерно так:

Кликните здесь для просмотра всего текста

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
        std::vector<std::future<void>>  futures(max_threads);
        std::vector<uint32_t>           exponents(max_threads);
        std::vector<uint32_t>           lucas_results(max_threads);
        uint32_t mersen_exp = start_exp;
 
        // создаём и запускаем 4, 8, 16.. потоков
        for (uint32_t thread_num = 0; thread_num < max_threads; thread_num++)
        {
            add_lucas_thread(thread_num, mersen_exp, futures, exponents, lucas_results);
            mersen_exp += 2;
        }
 
        uint32_t futures_size       = futures.size();
        n_exponents_processed       = 0;
        uint32_t next_mersen_exp    = 0;
        int32_t finished_thread_num = -1;
 
        // проверяем завершение потоков. как только один поток завершился, добавляем ещё один. 
        while (n_exponents_processed < exponents_to_go)
        {
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(50));
 
            finished_thread_num = -1;
            for (uint32_t i = 0; i < futures_size; i++)
            {
                if (futures[i].wait_for(std::chrono::seconds(0)) != std::future_status::ready)
                    continue;
 
                n_exponents_processed++;
 
                if (lucas_results[i])
                {
                    output.push_back(lucas_results[i]);
                }
                finished_thread_num = i;
                break;
            }
 
            if (finished_thread_num < 0) continue; // ни один поток не завершился. 
            
            // поток с finished_thread_num завершился.
            std::cout << "\r Exponents processed : " << n_exponents_processed;
            next_mersen_exp = get_next_mersen_exp(exponents);
        
            if (next_mersen_exp < end_exp) 
                // заменяем завершившейся поток на новый 
                add_lucas_thread(finished_thread_num, next_mersen_exp, futures, exponents, lucas_results);
        
        }

Состояние потоков проверяется каждые 50 миллисекунд.
Всё ускорилось пропорционально числу ядер.
Правда, на компике стало невозможно ничего делать, поскольку все ядра процессора загружены на 100%.

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
D:\>TestBigInt.exe -getMersenPrimesInRange Mp18 Mp20
 
 Intel(R) Core(TM)2 Quad CPU    Q9650  @ 3.00GHz
 
 Searching in range  : 3217 ... 4423 ( 603 odd exponents )
 Exponents processed : 603
 time : 112.648 sec.
 
 Mersen primes:
 
 Mp18    exponent : 3217
 Mp19    exponent : 4253

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Книги по геймдизайну, левел-дизайну, игровым механикам и проектированию игрового опыта 8Observer8 08.11.2026 Содержание блога \| English Version 1. 2003 - 06 - Designing Virtual Worlds (1st Edition) Автор: Richard A. Bartle \| Объем: 768 стр. Ссылки: Amazon . . .	Родители токсичные абьюзеры по отношению к своим детям ругают их оскорбляют не любят zorxor 08.11.2026 Жить в атмосфере постоянных оскорблений, критики и холодности со стороны родителей — это тяжелое и болезненное испытание, которое оставляет глубокие эмоциональные раны. Токсичное и абьюзивное. . .	Как только я захожу к себе в свою комнату я сразу же с себя снимаю свои трусы. Ответ от Джемени ИИ. zorxor 08.11.2026 Джемени, как только я захожу к себе в свою комнату я сразу же с себя снимаю свои трусы. Многие люди, возвращаясь домой, сразу переодеваются в максимально свободную одежду или вовсе предпочитают. . .	Паттерн очереди действий/команд (Action / Command Queue). Система очереди действий и кат-сцен с SDL3 Callbacks, cglm и OpenGL 8Observer8 07.11.2026 Содержание блога \| English Version Руководство для начинающих по реализации паттерна очереди действий/ команд (Action / Command Queue) на C++ (C++20) с использованием официального SDL3 Callbacks. . .
Проверка полного ФИО в типовом справочнике Maks 07.11.2026 Решение реализовано в конфигурации КА2, на примере справочника "КонтактныеЛицаПартнеров". Задача: Запрет инициалов. Не допускаеть использование сокращений вида "И. И. ", "И. И. ", "И И" и. . .	Про "Windows must die!" kumehtar 04.11.2026 Знаете, чет накатило. . . . Когда-то это было почти боевым кличем: мол, нормальный человек сидит на DOS, OS/ 2 или Linux, а вот это вот - Must Die. А теперь человек произносит «мастдай» с усмешкой - и. . .	Красочные поля с номером страницы svg+background-image russiannick 04.11.2026 Красочные поля с номером страницы не менее важны чем в эпоху бумажных книг. Посему спешу представить почтеннейшей публике этот важный инструмент который эти поля и формирует. В процессе разработки. . .	Вступаем в новую фазу генерации favicons, векторную. russiannick 02.11.2026 Теперь нет нужды скрывать что используется простой svg. Исходный код изображения помещаем в поле и жмем кнопку. Исходник преобразуется в вид корректный для помещения в favicon или в url(). Нажатие. . .

IGPIGP Комп_Оратор) $Эксперт по математике/физике$ 9007 / 4708 / 630 Регистрация: 04.12.2011 Сообщений: 14,003 Записей в блоге: 16
	15.02.2019, 20:15
	SerVal, позволю себе предположить, что eva2326, имела в виду библиотеку boost. https://www.boost.org/doc/libs... _pool.html 1

@S_el 2444 / 1842 / 406 Регистрация: 15.12.2013 Сообщений: 8,243
	15.02.2019, 20:57
	SerVal, зачем вы вообще напрямую с std::thread работаете? Возьмите библиотеку, где все это сделали за вас. Если используете Visual Studio в которую еще не добавили стандартные алгоритмы, то возьмите PPL от microsoft. 0