.Net 中的多线程性能不佳

Question

为什么我会从下面的代码中得到如此糟糕的性能？

以下命令行使用 16 个线程，负载为 60。 在我的机器上，这大约需要 31 秒才能完成（如果重新运行，会有一些细微的变化）

testapp.exe 16 60

使用 60 的负载，在 Microsoft Windows Server 2008 R2 Enterprise SP1 上，在 16 个 Intel Xeon E5-2670 @ 2.6 GHz CPU 上运行，我获得以下性能：

1 cpu - 305 秒

2 cpu - 155 秒

4 cpu - 80 秒

8 cpu - 45 秒

10 cpu - 41 秒

12 cpu - 37 秒

14 cpu - 34 秒

16 cpu - 31 秒

18 cpu - 27 秒

20 cpu - 24 秒

22 cpu - 23 秒

24 cpu - 21 秒

26 cpu - 20 秒

28 cpu - 19 秒

在这之后它变成了扁平线......

我使用 .Net 3.5、4、4.5 或 4.5.1 获得了大致相同的性能。

我了解 22 个 cpu 后性能下降，因为我只有 16 个。我不明白的是 8 cpus 后性能不佳。谁能解释一下？这正常吗？

private static void Main(string[] args)
{
    int threadCount;
    if (args == null || args.Length < 1 || !int.TryParse(args[0], out threadCount))
        threadCount = Environment.ProcessorCount;

    int load;
    if (args == null || args.Length < 2 || !int.TryParse(args[1], out load))
        load = 1;

    Console.WriteLine("ThreadCount:{0} Load:{1}", threadCount, load);

    List<Thread> threads = new List<Thread>();

    for (int i = 0; i < threadCount; i++)
    {
        int i1 = i;
        threads.Add(new Thread(() => DoWork(i1, threadCount, load)));
    }

    Stopwatch timer = Stopwatch.StartNew();

    foreach (var thread in threads)
    {
        thread.Start();
    }

    foreach (var thread in threads)
    {
        thread.Join();
    }

    timer.Stop();

    Console.WriteLine("Time:{0} seconds", timer.ElapsedMilliseconds/1000.0);
}

static void DoWork(int seed, int threadCount, int load)
{
    double[,] mtx = new double[3,3];

    for (int i = 0; i < ((100000 * load)/threadCount); i++)
    {
        for (int j = 0; j < 100; j++)
        {
            mtx = new double[3,3];

            for (int k = 0; k < 3; k++)
            {
                for (int l = 0; l < 3; l++)
                {
                    mtx[k, l] = Math.Sin(j + (k*3) + l + seed);
                }
            }
        }
    }
}

Answer 1

请参阅英特尔方舟以获取XEON E5-2670

此特定处理器具有 8 个超线程物理内核。这就是为什么您会在 8 个线程之后看到性能下降的原因。调用 Environment.ProcessorCount 获得 16 个逻辑核心（每个物理核心 2 个逻辑核心，因为它们是超线程的）。

SuperUser 上的answered 也有类似的问题。

您可以尝试设置线程的亲和性，看看是否有区别，但调度程序通常可以很好地分配资源。

希望这会有所帮助。

Answer 2

并不是线程导致性能下降。但它是线程本身的“创造”。

您需要从操作系统线程池中借用一个已经创建的线程，而不是创建一个全新的线程。使用ThreadPool 类而不是使用new Thread()