QNX/UNIX: Анатомия параллелизма

Цилюрик Олег Иванович

if (argc > 2 && atoi(argv[2]) > 0) {

_clockperiod clcnew = { atoi(argv[2]) * 1000, 0 };

ClockPeriod(CLOCK_REALTIME, &clcnew, &clcold, 0);

}

timespec interval;

sched_rr_get_interval(0, &interval);

cout << "Rescheduling interval = "

<< (double)interval.tv_nsec / 1000000. << " msec." << endl;

uint64_t t = ClockCycles;

workproc(1000 * numpar);

t = ClockCycles - t;

cout << "Single scheduling time. " << cycle2milisec(t)

<< " msec. [" << t << " cycles]" << endl;

ClockPeriod(CLOCK_REALTIME, &clcold, NULL, 0);

exit(EXIT_SUCCESS);

}

Выполняем 3

полученных теста для различных значений периода системного тика (показано группами по 3 запуска) в таком порядке: одиночный процесс, параллельные потоки, параллельные процессы:

# nice -n-19 p4-3 10

Rescheduling interval = 3.99939 msec

Single scheduling time: 5928.8 msec [3169850746 cycles]

# nice -n-19 p4-2 10

Rescheduling interval = 3.99939 msec.

Threads scheduling time: 5919.82 msec. [3165049513 cycles]

# nice -n-19 p4-1 10

Rescheduling interval = 3.99939 msec.

Forks scheduling time: 5962.21 msec. [3187713371 cycles]

# nice -n-19 p4-3 10 50

Rescheduling interval = 0.197788 msec

Single scheduling time: 6427.33 msec. [3436394566 cycles]

# nice -n-19 p4-2 10 50

Rescheduling interval = 0.197788 msec.

Threads scheduling time: 6207.96 msec. [3319104030 cycles]

# nice -n-19 p4-1 10 50

Rescheduling interval = 0.197788 msec

Forks scheduling time 6029.23 msec. [3223548073 cycles]

# nice -n-19 p4-3 10 20

Rescheduling interval = 0.077104 msec.

Single scheduling time: 6745.37 msec. [3606433666 cycles]

# nice -n-19 p4-2 10 20

Rescheduling interval = 0.077104 msec

Threads scheduling time: 6762.69 msec [3615692975 cycles]

# nice -n-19 p4-1 10 20

Rescheduling interval = 0.077104 msec

Forks scheduling time: 6647.42 msec [3554062343 cycles]

# nice -n-19 p4-3 10 11

Rescheduling interval = 0.04358 msec

Single scheduling time. 7517.74 msec [4019381476 cycles]

# nice -n-19 p4-2 10 11

Rescheduling interval = 0.04358 msec

Threads scheduling time: 7638.89 msec. [4084155676 cycles]

# nice -n-19 p4-1 10 11

Rescheduling interval = 0.04358 msec.

Forks scheduling time: 7679 29 msec. [4105758575 cycles]

# nice -n-19 p4-3 10 10

Rescheduling interval = 0.036876 msec.

Single scheduling time: 7937.35 msec. [4243731124 cycles]

# nice -n-19 p4-2 10 10

Rescheduling interval = 0.036876 msec.

Threads scheduling time. 8136.42 msec. [4350159949 cycles]

# nice -n-19 p4-1 10 10

Rescheduling interval = 0.036876 msec

Forks scheduling time: 8172.35 msec [4369372230 cycles]

Результаты

могут показаться достаточно неожиданными: во всех 3-х вариантах (в группах) это практически одни и те же цифры — различия затрат на выполнение и в едином последовательном потоке, и во многих параллельных процессах (как предельные случаи) не превышают 0,5–2%! Но результат есть результат, и его нужно как-то интерпретировать, ведь, как известно, «из песни слова не выкинешь».

Эти результаты позволяют (пусть грубо и оценочно) «разложить» затраты производительности между обслуживанием системного таймера (службы времени ОС) и диспетчеризацией. Еще раз обратимся к отдельным выборочным результатам:

# nice -n-19 p4-3 10

Rescheduling interval = 3.99939 msec.

Single scheduling time: 5928.8 msec. [3169850746 cycles]

To есть на протяжении «работы» было 5928,8/0,9998475 = 5929 прерываний от службы времени.

# nice -n-19 p4-3 10 10

Rescheduling interval = 0.036876 msec

Single scheduling time: 7937.35 msec. [4243731124 cycles]

На этот раз за счет уменьшения периода системного тика на 2 порядка на протяжении «работы» (того же объема полезной работы!) было уже 7937,35/0,009219 = 860977 событий диспетчеризации.

Поскольку объем работы программы, выполняемый в этих двух случаях, остается неизменным, то на обслуживание дополнительных 860 977 – 5929 = 855 048 системных тиков (совместно с 855 048/4 = 213 762 точками диспетчеризации) и потребовались те 4 243 731 124 – 3 169 850 746 = 1 073 880 378 дополнительных тактов процессора, или около 1256 тактов на один системный тик. Ранее мы уже получали оценки затрат собственно на переключение контекстов между процессами (617) и потоками (374), которые происходят каждый четвертый системный тик, то есть непосредственно переключение контекста «отъедает» в среднем 90–150 ( 1/4 часть затрат переключения контекста) на каждый системный тик или, другими словами, не более 10% затрат на обслуживание службы системных часов.