为什么 Docker 中的算术运算速度较慢？

Question

我有一个简单的程序来测量浮点乘法（和随机生成，编译 g++ -O0）。当运行在主机上（Ubuntu 16.04）它给出每 10000000 次乘法约 1.6 秒，当运行在来自图像的容器中 'ubuntu'（没有重新编译）它给出 ~3.6秒。有人可以解释为什么它会慢 2.5 倍吗？

p.s。我有多个运行程序来消除异常值。我不需要优化它，只是详细解释那里发生了什么。

test.cpp

#include <cstdio>
#include <math.h>
#include <chrono>

using namespace std;
using namespace std::chrono;

// timer cribbed from
// https://gist.github.com/gongzhitaao/7062087
class Timer
{
    public:
    Timer() : beg_(clock_::now()) {}
    void reset() { beg_ = clock_::now(); }
    double elapsed() const
    {
        return duration_cast<second_>(clock_::now() - beg_).count();
    }

    private:
    typedef high_resolution_clock clock_;
    typedef duration<double, ratio<1>> second_;
    time_point<clock_> beg_;
};

#define randf() ((double)rand()) / ((double)(RAND_MAX))

double warmup(Timer tmr) {
    tmr.reset();
    for (int i = 0; i < 100000000; i++)
    {
        double r1 = randf();
        double r2 = randf();
    }
    double elapsed = tmr.elapsed();
    return elapsed;
}

double test(Timer tmr) {
    double total = 0.0;
    tmr.reset();
    for (int i = 0; i < 100000000; i++)
    {
        double r1 = randf();
        double r2 = randf();
        total += r1*r2;
    }
    double elapsed = tmr.elapsed();
    return elapsed;
}

double avg(double* arr) {
    double res = 0.0;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        res += *(arr + i);
    }
    return res / 10;
}


int main()
{
    double total;
    int total2;
    Timer tmr;
    

    double warmup_runs[10];
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        warmup_runs[i] = warmup(tmr);
        printf("warm - %f\n", warmup_runs[i]);
    }
    double avg_warmup = avg(warmup_runs);
    printf("avg warm - %f\n", avg_warmup);

    const int runs = 10;
    double result[runs];
    for (int i = 0; i < runs; i++)
    {
        result[i] = test(tmr);
        printf("real - %f\n", result[i]);
    }
    double avg_result = avg(result);
    printf("avg real - %f\n", avg_result);

    printf("d - %f\n", avg_result - avg_warmup);
}

Docker 文件

FROM ubuntu

WORKDIR /arythmetics

COPY a.out .

编译g++ -O0 test.cpp

到运行我在构建后使用的容器内：

docker run -it <container> .bin/bash

.\a.out

更新：使用 -static 标志编译后，程序运行时间在两个环境中相同还有一个问题，为什么实际上是一样的？是不是应该有一些容器化开销？

Answer 1

您正在从 libc 中调用 rand 函数，它在您的 Docker 容器中的实现方式可能有所不同。

为了获得可靠的结果，请在主机和容器中使用完全相同的 OS 和包版本，或者 link libc 静态地使用如下内容：

g++ -O0 -static-libstdc++ -static-libgcc test.cpp

为什么 Docker 中的算术运算速度较慢？

Why are arithmetic operations slower in Docker?

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ubuntu-16.04

test.cpp

Docker 文件