创建线程总是对性能有好处吗？

Posted 2023-02-22

【中文标题】创建线程总是对性能有好处吗？

【英文标题】：Is it always good for performance to create a thread?

【发布时间】：2020-07-17 20:11:30

【问题描述】：

我最近开始尝试在std::thread 中使用线程，我想知道使用线程是否有任何缺点（特别是在 c++ 中）。是否存在添加更多线程会降低性能的情况？例如，如果我正在创建多个新线程，每个线程都运行一个服务器对象来侦听传入数据，那么为每个服务器实例创建一个新线程是否很糟糕（性能方面）？为什么/为什么不？

【问题讨论】：

"" - 不！

一个例子：***.com/q/17348228/10077

绝对不是！从我的错误中学习。 ***.com/questions/42620323/…

我参与的一个项目，我们为每个 IP 连接创建了一个线程。一位开发人员将其转换为使用select 语句，一个线程将处理多个连接。我们发现引爆点是一个线程处理 50 个连接是当创建一个线程变得比让一个线程管理 51 个连接更好时。所以 1:1 的比例是非常低效的。经验教训：简介、简介、简介、衡量、衡量、衡量。

@Eljay 羞耻选择不再使用。大幅提升性能。

【参考方案1】：

创建太多线程确实会损害性能。

例如，如果您对每个服务器实例都有一个线程，那么您不能为一个服务器实例工作，然后在不切换线程的情况下为另一个服务器实例工作。切换线程是有成本的。

另一个问题是当两个或多个线程尝试访问同一个信息集合时。这可能会导致争用，从而减慢整个系统的速度。现代 CPU 具有多个内核，但内核间资源有限。争夺相同对象的线程可能会使这些内核间总线饱和。

您绝对希望避免在不创建更多线程的情况下无法完成“更多工作”的设计。如果您有三台服务器并且每台服务器都有一个线程，那很好。如果您有数百个客户端并且有一个由十个线程组成的池为它们服务，那很好。如果你有一些特殊的事情要做（比如监控时钟变化）最好由它们自己的线程完成，那也很好。

但一般来说，有很多工作要做的服务器应该将这些工作分配给固定的线程集合。该集合中的线程数应基于系统拥有的内核数、可以同时有效挂起的 I/O 数以及预期的意外延迟量（例如硬页面错误）等因素.

【讨论】：

谢谢，这很有帮助。我可以说，哇！您在我发布问题后的 2 分钟内发布了此答案。这是我第一次提出问题，没想到反应这么快。

【参考方案2】：

创建线程可能会很昂贵。如果您要做的工作量很少，那可能不值得。 This article's measurements 表明创建线程可能需要大约毫秒。

线程是对 CPU 内核的抽象，虽然您基本上可以创建任意数量的线程，但可用内核的数量是固定的。在某个点之后，您将不会获得额外的加速，因为硬件已经无法提供更多功能了，您实际上可以通过引入更多的簿记和通信开销来slow things down。

即使您不受硬件并发性的限制，大多数工作负载也并非完全可并行化，并且您将受限于问题的非并行部分。见：https://en.wikipedia.org/wiki/Amdahl%27s_law

【讨论】：

是否有任何关于 Amdal 定律的预期加速和实际加速的图表？

这是我在快速搜索中找到的一个示例：hal.inria.fr/hal-02404346v2/document 虽然我确信这在很大程度上取决于工作负载的结构和运行环境。