增加 C++ 程序 CPU 使用率

Posted 2023-02-21

【中文标题】增加 C++ 程序 CPU 使用率

【英文标题】：Increasing C++ Program CPU Use

【发布时间】：2011-09-20 22:00:01

【问题描述】：

我有一个用 C++ 编写的程序，它每秒运行多个 for 循环，而不使用任何会使其因任何原因等待的东西。它始终使用 2-10% 的 CPU。有什么方法可以强制它使用更多的 CPU 并进行更多的计算而不会使程序更复杂？此外，我在 Windows 计算机上使用 C::B 进行编译。本质上，我在问是否有一种方法可以通过增加 CPU 的使用率来使我的程序更快，如果可以，如何实现。

【问题讨论】：

我为什么要读 fork bomb..

听起来你不想增加 CPU 消耗但性能。通常，当同步时，循环会消耗 CPU 内核。如果没有，通常是因为等待资源/操作系统（例如，文件系统）。在现代架构上，您可能希望将计算拆分为核心。但是，如果不查看您的代码，可能很难知道如何去做。

如果你的程序没有任何类型的延迟（没有等待），那么通常它会使用 100% 的单核而无需任何额外的步骤（即它会使用 25% 的组合 CPU 在 4 -核心机）。如果你的程序只使用了 1%-2%，那么它要么是 50-100 核机器，要么你没有告诉我们一些重要的事情（即与你的想法相反，你的程序确实有很多等待）。

我的肮脏小手在哪里可以弄到那些可爱的 50-100 核 CPU。嗯嗯！

发布代码（至少是你的 for 循环）。我完全同意@AndreyT。因此，没有代码，讨论毫无意义。我们大多数人（包括我）的代码无需等待就可以消耗整个 CPU 内核，因此在您发布代码之前，不可能找出您的代码有什么不同。

【参考方案1】：

这取决于为什么它只使用 10% 的 CPU。如果是因为您使用的是多 CPU 机器，而您的程序只使用一个 CPU，那么不，您必须在代码中引入并发性才能使用额外的功能。

如果它受到其他限制（例如，将数据复制到磁盘或从磁盘复制数据），那么您无需关注 CPU，您需要关注瓶颈所在。最有可能的是，限制器将从磁盘读取，您可以通过使用更好的缓存机制来改进。

【参考方案2】：

要求系统提供额外资源确实不是程序的权利或责任。这是操作系统的工作，作为资源调度程序。

如果需要使用超过操作系统认为合适的 CPU 时间，您应该使用平台相关 API 从操作系统请求。在这种情况下，这似乎类似于SetPriorityClass 或SetThreadPriority。

【参考方案3】：

假设您的应用程序具有权限（PROCESS_SET_INFORMATION 访问权限），您可以使用 SetPriorityClass 提高您的优先级（当然，这通常会损害所有其他进程）。

你可以去ABOVE_NORMAL_PRIORITY_CLASS（先试试这个），HIGH_PRIORITY_CLASS（小心这个）或REALTIME_PRIORITY_CLASS（我强烈建议你可能不应该给这是一张）。

如果您尝试更高的优先级，但它的时钟仍然很低，那可能是因为您不受 CPU 限制（例如，如果您正在将数据写入输出文件）。如果是这种情况，您可能必须找到一种方法来让自己受 CPU 限制。

请记住，这样做可能没有必要（甚至是不可取的）。如果您以比其他线程更高的优先级运行并且仍然没有占用大量 CPU，这可能是因为 Windows（很可能，正确地）决定您不需要它。

【参考方案4】：

创建线程并赋予线程更高的优先级可能是一种方法。

【讨论】：

高优先级时使用 10%。

【参考方案5】：

如果您使用 C++，请考虑使用Intel Threading Building Block。你可以找到一些例子here。

【参考方案6】：

一些分析器可以很好地指示代码中的瓶颈所在。例如 - CodeAnalyst（仅适用于 AMD 芯片）具有每个周期的指令比率。我确信英特尔分析器是相似的。

正如比利奥尼尔所说，如果您在 8 核上运行，那么卡在 10% 的 cpu 上是正确的。如果这是您的问题，那么 Windows msvc++ 具有标准算法的并行模式（parallel patterns library）。如果以 c++ 方式编写循环，这可以免费提供并行化（确保循环是线程安全的仍然是您的责任）。我没有使用过 msvc 版本，但 gnu::__parallel_for_each 等可以使用。