c++ 中的线程不会对 mandelbrot 图像处理产生加速答案

【问题标题】：Threads in c++ not generating speedup on mandelbrot image processingc++ 中的线程不会对 mandelbrot 图像处理产生加速
【发布时间】：2017-05-04 08:24:13
【问题描述】：

所以，我编写了一个生成曼德布罗图像的程序。然后，我决定以一种使用指定数量的线程来加速它的方式编写它。这是我想出的：

void mandelbrot_all(std::vector<std::vector<int>>& pixels, int X, int Y, int threadCount) {
    using namespace std;

    vector<thread> threads;
    int numThreads = threadCount;
    for(int i=0; i<numThreads; i++) {
        threads.push_back(thread (mandelbrot_range, std::ref(pixels), i*X/numThreads, 0, X*(i+1)/numThreads, Y, X));
    }
    for(int i=0; i<numThreads; i++) {
        threads[i].join();
    }
}

其目的是将处理分成块并分别处理每个块。当我运行程序时，它需要一个数字作为参数，它将用作程序中用于该运行的线程数。不幸的是，对于任何数量的线程，我都会得到相似的时间。

C++ 中的线程有什么我缺少的吗？我是否必须添加一些东西或某种样板才能使线程同时运行？还是我制作线程的方式很傻？

我尝试在树莓派和我的四核笔记本电脑上运行此代码，结果相同。

任何帮助将不胜感激。

【问题讨论】：

启动线程有点贵。所以你想做一个需要几秒钟以上的测试。此外，如果您有一个用于保护数据的互斥锁，它可能会序列化您的线程。
您能解释一下“用于保护数据的互斥锁”是什么意思吗？
类似stackoverflow.com/questions/8535404/…的问题
其实不是。他在问一些完全不同的事情。
您很可能正在破坏数据线或指令缓存中的一个（或两个）。您可能想阅读：herbsutter.com/welcome-to-the-jungle

标签： c++ multithreading mandelbrot

【解决方案1】：

我回到这个问题有点晚了，但回头看，我记得解决方案：我在单核树莓派上编程。一个核心意味着线程没有加速。

【讨论】：

【解决方案2】：

我认为生成线程太贵了，你可以试试PPL 或TBB。它们都有parallel_for和parallel_foreach，并使用它们循环像素而不是使用线程。它们在内部管理线程，因此您的开销更少，吞吐量最高。

【讨论】：

【解决方案3】：

一次解决一个问题，为什么不试试硬编码使用 2 个线程，然后是 3 个？线程启动很昂贵，但是如果您只启动 2 个线程并计算一个相当大的 Mandelbrot，那么线程启动时间将相对为零。

直到您没有实现 2 倍和 3 倍的加速，您还有其他需要单独调试和解决的问题。

【讨论】：

【解决方案4】：

如果不查看您的代码并使用它，就很难确定问题到底出在哪里。不过这里有一个猜测：Mandelbrot 集图像的某些部分比其他部分更容易计算。您的代码将图像按 x 轴切成相等的切片，但大部分工作（例如 70%）可能会分成一个切片。在这种情况下，你能做的最好的事情就是将速度提高 30%，因为其余线程仍然必须等待最后一个线程完成。例如，如果您使用四个线程运行并将图像切成四块，那么第三块肯定看起来比其他部分更密集。当然，70% 只是一个估计值。

【讨论】：

我会分享更多代码，但我所上的课程对在线发布代码有严格的政策。我只能在此处发布获得帮助所需的最少代码。