多线程 - 比单线程慢

Question

当我使用多线程而不是单线程运行程序时，它会变慢，难道不应该更快吗？该程序应该从一个起始目录开始遍历所有目录并找到并打印所有名为 X 的文件。代码如下：

while(!done) {
        pthread_mutex_lock(&lock);
        if(!list_isEmpty(dirList)) {
            DIR *dir;
            struct dirent *d;
            char *folder;

            folder = strdup(list_inspect(1, dirList));
            list_remove(list_inspect(1,dirList), dirList);
            if(folder == NULL) {
                perror("failed strdup on path\n");
                pthread_mutex_unlock(&lock);
                continue;
            }
            pthread_mutex_unlock(&lock);
            dir = opendir(folder);
            if(dir == NULL) {
                perror(folder);
                free(folder);
                continue;
            }
            while ((d = readdir(dir)) != NULL) {
                if(strcmp(d->d_name, ".")==0 || strcmp(d->d_name, "..")==0) {
                    continue;
                }
                searchBasedOnType(folder, info, d);
            }
            closedir(dir);
            free(folder);
        }
        else {
            if(sleepCounter == info->nrthr-1) {
                done = true;
                pthread_cond_broadcast(&cond);
                pthread_mutex_unlock(&lock);
                break;
            }
            else {
                sleepCounter++;
                pthread_cond_wait(&cond, &lock);
                sleepCounter--;
                pthread_mutex_unlock(&lock);                
            }
        }   
    }

这里也是函数 searchBasedOnTypes 使用互斥锁等调用函数的示例：

char currentPath[FILENAME_MAX];
        struct stat buf;

        strcpy(currentPath,f);
        if(currentPath[strlen(currentPath)-1] != '/') {
            strcat(currentPath, "/");
        }
        strcat(currentPath, d->d_name);
        if(lstat(currentPath, &buf) == -1){
          perror(currentPath);
          return;
        }

        if(S_ISDIR(buf.st_mode)) {
            pthread_mutex_lock(&lock);
            char *newDir = malloc(sizeof(currentPath));
            if(newDir == NULL) {
                perror("Failed allocating memory for path\n");
                pthread_mutex_unlock(&lock);
                return;
            }
            strcpy(newDir, currentPath);
            printf("insert %s\n", newDir);
            list_insert(newDir, dirList);
            printf("done\n");
            pthread_cond_signal(&cond);
            pthread_mutex_unlock(&lock);
        }
        if(strcmp(name,d->d_name) == 0) {
            printf("%s\n",currentPath);
        }

有人能帮我找出在多线程运行时可能会减慢程序速度的原因吗？也许是一个解决方案？提前感谢您的所有帮助和建议！

Answer 1

人们通常认为线程是培根的计算等价物（让一切变得更好）。

实际上：多线程并不总能加快速度。如果您的线程正在访问可以并行服务的不同硬件资源，多线程通常只会加快速度。在不共享内存（或很少共享内存）的两个不同内核上运行 CPU 密集型任务的两个线程可能会更快。如果他们共享内存或访问同一个磁盘，他们很有可能会竞争。

由于磁盘是迄今为止您的程序处理的最慢的资源，我一点也不惊讶您没有看到任何加速。尝试使用多个磁盘（每个磁盘一个线程）进行相同的实验，您可能会看到改进。

此外，您的程序具有的同步性（互斥锁）越多，您通常具有的并行性就越少。因此，性能将进一步受到影响。