多核编程技术1

串行比例f 串行时间k,把f看做n的函数，由于摩尔定律n上升， f下降，串行时间近似为常数。 Gustafson定律： S（n） = n + (1-n)K = K + (1-K)n,总时间是1，k串行执行时间<1. 如何实现串行比例f，随着内核数量增加，如何使得f降低呢？就是说串行部分在总执行部分的比例呢？ 比如，队列排队，需要多处枷锁操作，如何来减少这样的锁呢？ 1，减少串行执行代码， 2，减少锁的使用， 3，减少集中式锁竞争，避免出现多个进程竞争同一把锁。尽量使用多个队列，多个锁的形式，即分布式锁竞争。 4，负载均衡，1ms，4ms地进行并行效率不会高。 5，降低并行计算开销，例如，一个排序算法，单核执行，10ms，双核执行各6ms，多出2ms 计算开销。与算法设计的优劣有关。 ok，提高加速比的方法大致如上。 讲一下，锁竞争下的加速比。 集中式加速比。 加锁1~2千万次/s,至少相当于200条指指令，开销很大的。 任务粒度因子， 锁粒度因子，fk = ts/tl,锁粒度越小并行性越好。锁竞争越小。 单核与多核多线程的区别。 线程数量不少于cpu核数，考虑负载均衡*，任务调度，优先级抢占（<单核优先级不考虑任务调度，多核情况，高优先级任务可以利 用里一个核，所以高优先不一定先与地有限结束，） 不同架构cpu的影响。 Cache需要对齐的：如果没对齐会怎样？？即为共享问题，对于同时访问同一行的cache时，会互斥，会加锁，产生乒乓现象。大幅降 低执行效率。 锁与原子操作： 原子操作，+1操作， add var；两个线程不能对同一个变量进行+1操作，实际上cpu会对变量进行，锁总线控制，就是互斥的， 广义原子操作，表示整个一系列操作是这个整体，不可分割，造作到一半的时候不可以打断的，即使打断也会从头开始。 进行读操作，没问题，如果对不变量进行写操作，就要用到原子操作。 CAS操作：(比较并交换炒作) CompareAndSwapt 有两个线程操作链表，线程1先读到指针Tail，线程2随后读到Tail并改到其他节点,线程1就不能随便进行写操作 了。 cas就是对应这样的一个操作，先比较是否与原值相等，不等则进行交换。不等则进行交换(当做出错情况),继续循环这样的操作，直到相等再进行写操 作 。cas是原子操作，不允许被打断！！LockFree编程。 状态比较复杂，容易出错。 TestAndSet操作：（测试是否等0，等零则至一） 线程切换时候经常进行这样的操作，多为系统底层所用，在应用层偶尔也会用到。 串行比例f 串行时间k,把f看做n的函数，由于摩尔定律n上升， f下降，串行时间近似为常数。