如何在应用程序中使用四核CPU

Question

要使用四核处理器的所有内核，我需要在代码中更改哪些内容，是关于添加对多线程的支持还是由操作系统本身负责。我有FreeBSD，我使用的语言是C++。我想给我的应用程序提供完整的CPU周期至少90％。

Answer 1

对于C++中的多线程应用程序，我建议Boost.Thread这应该可以帮助您充分利用四核机器的全部潜力。

至于改变你的代码，你可能想考虑使事物尽可能不变。线程之间的状态转换更难以调试。有太多可能以意想不到的方式发生的事情。请参阅this SO线程。

Answer 2

我认为你唯一的选择是运行多个线程。如果你的应用程序是单线程的，那么它将只运行在其中一个内核上（一次），但是如果你有更多的线程，它们可以同时运行。

Answer 3

您需要通过使用Threading为应用程序添加对并行性的支持。

一旦您支持并行性，则需要由操作系统将线程分配给CPU内核。

Answer 4

另一个在这里没有提到的选项是使用OpenMP，通过-fopenmp和libgomp库，这两个库都安装在我的FreeBSD 8系统上。

这些给你#pragma指令并行化某些循环，而语句等，即你可以并行的位。它为您处理线程和CPU关联。请注意，这是一个通用的解决方案，因此可能不是最佳并行方式，但它可以让您平行某些例程。

看看这个：https://computing.llnl.gov/tutorials/openMP/

至于使用线程/进程本身，某些程序和工作借给自己给它的方式。你能以这种方式分解任务吗？ fork（）你的过程还是创建一个线程是否有意义？如果是这样，那么，如果不是这样，不要试图强制你的应用程序是多线程的，因为。我通常给出的一个例子是最大公约数算法 - 它依赖于传统实现中所有时间之前的步骤，因此很难并行化。

另请注意，众所周知，对于某些算法来说，并行处理实际上对于并行处理的小值很慢，因为虽然作业更快完成，但分叉和连接的相关时间成本（是线程或进程）实际上将时间推到串行实现的时间之上。

Answer 5

你need某种形式的并行性。多线程或多处理将会很好。

一般，多线程是容易处理（因为他们可以访问共享数据）不是多个过程。但是，通常，多个线程都是难来处理（因为他们访问共享数据）比多个进程。 而且，是的，我故意写了这个。

如果你有一个SIMD场景，看看OpenMP的Ninefingers' suggestion也很不错。 （如果您不知道SIMD的含义，请参阅下面的Ninefingers的有用评论。）

Answer 6

我认为您应该关注的第一件事是您的应用程序及其算法是否适合在parellel中执行（或者可能作为一组可以独立处理的串行任务）。如果情况并非如此，那么很难多线程化或将其分解为并行进程，并且您可能需要考虑修改其工作方式。

确定可以从并行处理中受益后，您可以选择使用多个进程或线程。这个选择很大程度上取决于应用程序的性质以及并行进程的独立性。因为它们处于相同的过程中，所以在线程之间协调和共享数据更容易，但开发和调试的难度也更大。

如果您决定关闭多线程路由，Boost.Thread是一个很好的库。

Answer 7

我想给我的应用程序提供完整的CPU周期至少90％。

为什么？你的芯片不够热？

严重的是，它需要世界各地的专家数十名，如果没有了数百个小时并行和负载均衡的应用程序，以便它使用90％的所有4个内核。 您的CPU已经支付，无论您是否使用它，其成本都是相同的。 （实际上，如果你不使用它，它的运行成本会稍微低一点，从电子方面讲，）你的时间值多少钱？您愿意投资多少小时才能更有效地使用可能花费300美元的资源，并且可能大部分时间都处于闲置状态？

有可能通过并行获得的速度提升，但它的在人类的时间昂贵。你需要一个很好的理由来证明这一点。 （学习如何是一个足够好的理由。）

我对并行编程知道的所有优秀书籍都是针对C++以外的语言，并且有很好的理由。如果你想在并行性方面感兴趣的东西检查出隐式并行程序min在pH或并行编程在ML或Fortress Project。