并行程序设计的常见问题

与线程相关的开销

1）  线程的创建于销毁产生的开销

2）  保存和恢复寄存器的开销

3）  保存和回复线程cache的开销

4）  废除虚存的开销

 

与存储相关的性能问题

静态的

1）  用恰好够用的比特精度存储需要的数据

2）  对于struct数据，根据类型大小的降序，对内部元素进行声明

 

动态的cache

1）  减少CPU和存储器之间的数据移动

a)        将大数据分段，对每一小段集中处理，这样可以避免由于数据量过大造成cache的频繁更新

2）  减少CPU之间的数据移动

a)        为各个线程设置私有的数据，最后将私有数据合并获得完整的数据

 

存储一致性问题

1）  硬件的松弛一致性：发生在CPUA上的读写操作的顺序，在CPU B上看来可能会不同，但CPU A总能保证自身顺序的一致性。

2）  编译器指令重定序：必要时用volatile提示编译器

 

伪共享问题

Cache行是硬件线程交换信息的最小单位

 

高性能的数据组织

1）  线程私有数据 会被保留在cache中

2）  线程共享只读 每个线程保留一个副本

3）  不同类型的数据在特定的cache行中进行存放，避免伪共享问题（如可以将共享只读的数据和可写的数据分离开）

整理自《多核程序设计技术——通过软件多线程提升性能》