并发对象的创建大大减慢了执行时间

Question

我已获得此代码，并被要求了解如何使用并发来加速该过程。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>

#define SIZE 10000000

volatile float a[SIZE];
volatile float b[SIZE];

int main(int argc, char **argv)
{
  long int       i;
  double         sum;
  struct timeval time1, time2;

  srand(time(0));

  for (i = 0; i < SIZE; i++)
  {
    a[i] = rand();
    b[i] = rand();
  }

  gettimeofday(&time1, 0); //Original place

  sum = 0.0;
  
  for (i = 0; i < SIZE; i++)
  {
    sum = sum + a[i]*b[i];
  }

  gettimeofday(&time2, 0);
  
  printf("Elapsed time (us) = %d\n", (time2.tv_sec-time1.tv_sec)*1000000 + time2.tv_usec - time1.tv_usec);

  return 0;
}

如果我运行我得到输出的代码

Elapsed time (us) = 26546

然后我用Go写了一个类似的程序

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "time"
)

const size int64 = 10000000

var (
    a = [size]float32{}
    b = [size]float32{}
)

func main() {
    var (
        i     int64
        sum   float32
        time1 time.Time
        time2 time.Time
    )

    rand.Seed(time.Now().UnixNano())

    for i = 0; i < size; i++ {
        a[i] = rand.Float32()
        b[i] = rand.Float32()
    }

    time1 = time.Now() //Original place

    sum = 0.0

    for i = 0; i < size; i++ {
        sum = sum + a[i] + b[i]
    }

    time2 = time.Now()

    fmt.Printf("Elapsed time (us) = %d\n", time2.Sub(time1).Microseconds())
}

我得到了这个输出（比 C 版本快得多）

Elapsed time (us) = 2462

我的工作是尝试通过并发使其更快，我想如果数组的创建是并行的运行可以加快速度，但是计时器仅在之后启动创作。所以我真的不知道如何加快它的速度，因为需要合并这些值，这将是一个顺序过程。

所以我将开始计时器移到创建时间上并获取 c 程序：

Elapsed time (us) = 172496

go 程序：

Elapsed time (us) = 247603

所以现在 go 比预期的要慢。

然后我尝试更改我的 go 程序以在其自己的 goroutine 中创建每个数组：

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "sync"
    "time"
)

const size int = 10000000

var (
    a = [size]float64{}
    b = [size]float64{}
)

func main() {
    var (
        wg    sync.WaitGroup
        sum   float64
        time1 time.Time
        time2 time.Time
    )

    rand.Seed(time.Now().UnixNano())

    wg.Add(2)

    time1 = time.Now()

    go func() {
        for i := 0; i < size; i++ {
            a[i] = rand.Float64()
        }
        wg.Done()
    }()

    go func() {
        for i := 0; i < size; i++ {
            b[i] = rand.Float64()
        }
        wg.Done()
    }()

    wg.Wait()

    sum = 0.0

    for i := 0; i < size; i++ {
        sum = sum + a[i] + b[i]
    }

    time2 = time.Now()

    fmt.Printf("Elapsed time (us) = %d\n", time2.Sub(time1).Microseconds())
}

我得到输出：

Elapsed time (us) = 395808

这很慢。我希望这与函数的调用和等待组逻辑有关。

然后我尝试使用频道。

这只会让程序花很长时间，代码也很长。

然后我尝试让每个协程自己添加字段

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "sync"
    "time"
)

const size int = 10000000

func main() {
    var (
        wg    sync.WaitGroup
        sum   float64
        asum  float64
        bsum  float64
        time1 time.Time
        time2 time.Time
    )

    rand.Seed(time.Now().UnixNano())

    wg.Add(2)

    time1 = time.Now()

    go func() {
        asum = 0
        for i := 0; i < size; i++ {
            asum = asum + rand.Float64()
        }

        wg.Done()
    }()

    go func() {
        bsum = 0
        for i := 0; i < size; i++ {
            bsum = bsum + rand.Float64()
        }
        wg.Done()
    }()

    wg.Wait()

    sum = asum + bsum

    time2 = time.Now()

    fmt.Printf("Elapsed time (us) = %d\n", time2.Sub(time1).Microseconds())
    fmt.Println(sum)
}

返回

Elapsed time (us) = 395182
1.000137482475232e+07

我还必须使用总和才能运行程序 - 这就是我打印它的原因。

所以我似乎无法通过并发使这个程序运行更快。

有人给我提示吗？还是我应该运行更多作业才能使并发生效？仅仅是因为在这种情况下我只处理 2 个作业，并且因为数组处理起来非常快吗？

Answer 1

并发加快了执行时间。

围棋程序：

经过的时间（我们）= 130768

Go 并发编程：

经过的时间（我们）= 66947

要让每个 goroutine 都有自己的 rand.Rand 实例，请使用 rand.New(src Source)。

运行 C 程序的 Go 版本。

x.go:

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "time"
)

const size = 10000000

var (
    a = [size]float32{}
    b = [size]float32{}
)

func main() {
    start := time.Now()

    r := rand.New(rand.NewSource(time.Now().UnixNano()))
    for i := 0; i < size; i++ {
        a[i] = r.Float32()
        b[i] = r.Float32()
    }

    sum := 0.0
    for i := 0; i < size; i++ {
        sum += float64(a[i]) * float64(b[i])
    }

    since := time.Since(start).Microseconds()
    fmt.Printf("Elapsed time (us) = %d\n", since)
}

.

$ go build x.go && ./x
Elapsed time (us) = 130768
$

运行并发 Go 版本的 C 程序。

y.go:

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "sync"
    "time"
)

const size = 10000000

var (
    a = [size]float32{}
    b = [size]float32{}
)

func main() {
    start := time.Now()

    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(2)
    go func() {
        defer wg.Done()
        r := rand.New(rand.NewSource(time.Now().UnixNano()))
        for i := 0; i < size; i++ {
            a[i] = r.Float32()
        }
    }()
    go func() {
        defer wg.Done()
        r := rand.New(rand.NewSource(time.Now().UnixNano()))
        for i := 0; i < size; i++ {
            b[i] = r.Float32()
        }
    }()
    wg.Wait()

    sum := 0.0
    for i := 0; i < size; i++ {
        sum += float64(a[i]) * float64(b[i])
    }

    since := time.Since(start).Microseconds()
    fmt.Printf("Elapsed time (us) = %d\n", since)
}

.

$ go build y.go && ./y
Elapsed time (us) = 66947
$

并发对象的创建大大减慢了执行时间

Creation of concurrency objects dramatically slows down execution time

c

concurrency

go