Program do planowania wątków systemu Windows jest niesprawiedliwy?

Question

Czasami, kiedy uruchomić ten prosty program

#include <Windows.h> 

DWORD WINAPI ThreadStart(LPVOID) 
{ 
    for (;;) { } 
    return 0; 
} 

int _tmain() 
{ 
    SetPriorityClass(GetCurrentProcess(), BELOW_NORMAL_PRIORITY_CLASS); 

    SYSTEM_INFO si; 
    GetSystemInfo(&si); 
    for (DWORD i = si.dwNumberOfProcessors * 2; i > 0; i--) 
    { CloseHandle(CreateThread(NULL, 0, &ThreadStart, NULL, 0, NULL)); } 

    Sleep(INFINITE); 
} 

Obserwuję stale nieuczciwej harmonogram wątku, takich jak:

To nie fair na każdym biegu, ale gdy jest, pozostaje niesprawiedliwy przez cały czas trwania aplikacji.

Dlaczego tak się dzieje i jaki jest właściwy sposób, aby tego uniknąć?

Answer 1

Niektóre opcje:

---

Jeśli (i tylko wtedy) używasz systemu Windows 7/8 64-bitowy (a nie 32-bitowa) lub Windows Server 2008 R2 lub później, może całkowicie obejść system harmonogramu i sam zająć się tym, chociaż nie jest to banalne przedsięwzięcie!

To described on MSDN here i jest nazywane Harmonogram trybu użytkownika (UMS).

Częściowy zrzut ekranu ze strony MSDN poniżej - czy to jest dla Ciebie przydatne?

Ponadto, może to być pomysł, aby wyłączyć Hyper-Threading w BIOS (jeśli dotyczy), ponieważ jest jakaś debata, w jaki sposób system Windows rozróżnia logicznych i fizycznych rdzeni. See here for a discussion.

Dostępnych jest również kilka funkcji, takich jak SetThreadAffinityMask() (MSDN here) i SetThreadIdealProcessor(), które mogą pomóc, chociaż osobiście uznałem, że jest to mało popularne. Częściej tak się dzieje, że szkodzę ogólnej przepustowości, niż mu pomagam.

Answer 2

To jest strzał w ciemno.

Ale zasugeruję, że Hyper-Threading może nieco przekrzywić wyniki.

Jeśli bios/cmos laptopa umożliwia wyłączenie hiperwątkowości, tak jak robią to niektóre komputery, warto byłoby zobaczyć liczby z kodem działającym tylko na prawdziwych rdzeniach.

I nawet jeśli HT jest przyczyną, dla której jest to niezgodne z wątkiem, to nadal nie wiem, dlaczego to zrobiłoby.

Answer 3

Zobaczysz to w systemie wieloprocesorowym za każdym razem, gdy wątek nie jest częścią twojego programu. Powiedzmy, że istnieje zadanie systemowe, które uruchamia się na kilka sekund, skanujące zestawy .NET lub coś podobnego. Spowoduje to odrzucenie jednego z twoich wątków z harmonogramu na wiele odcinków czasu, podczas gdy wątki na innych rdzeniach będą nadal działać. Wątek, który został znokautowany, nigdy nie dogoni innych.

Answer 4

Wydaje się, że w moim systemie problem jest łagodzony przez SetThreadAffinityMask. Nadal istnieje pewien brak równowagi, najwyraźniej ze względu na to, że jeden rdzeń ma mniej czasu wolnego niż drugi, ale nie jest tak poważny.

Windows wydaje się niechętny do przesuwania tych wątków między rdzeniami; rzadko zmieniają rdzeń po pierwszej sekundzie.Jeśli nici nie są równomiernie rozmieszczone między rdzeniami, to czasy nitek odzwierciedlają to.

Jest to kod użyłem do wypróbowania masek powinowactwa:

#include <Windows.h> 
#include <stdio.h> 

DWORD WINAPI ThreadStart(LPVOID arg) 
{ 
    DWORD pn1, pn2; 

    printf("Thread %u on processor %u\n", GetThreadId(GetCurrentThread()), pn1 = GetCurrentProcessorNumber()); 

    // The problem comes back if you enable this line 
    // SetThreadAffinityMask(GetCurrentThread(), -1); 

    for (;;) 
    { 
     for (int i = 0; i < 10000; i++); 
     pn2 = GetCurrentProcessorNumber(); 
     if (pn2 != pn1) 
     { 
      pn1 = pn2; 
      printf("Thread %u on processor %u\n", GetThreadId(GetCurrentThread()), pn1); 
     } 
    } 
    return 0; 
} 

int main(int argc, char ** argv) 
{ 
    SetPriorityClass(GetCurrentProcess(), BELOW_NORMAL_PRIORITY_CLASS); 

    SYSTEM_INFO si; 
    GetSystemInfo(&si); 

    for (DWORD i = 0; i < si.dwNumberOfProcessors; i++) 
    { 
     SetThreadAffinityMask(CreateThread(NULL, 0, &ThreadStart, NULL, 0, NULL), 1 << i); 
     SetThreadAffinityMask(CreateThread(NULL, 0, &ThreadStart, NULL, 0, NULL), 1 << i); 
    } 

    Sleep(INFINITE); 
    return 0; 
} 

Takie podejście wydaje się również, aby złagodzić ten problem, choć może nie tak skutecznie:

#include <Windows.h> 
#include <stdio.h> 

DWORD WINAPI ThreadStart(LPVOID arg) 
{ 
    for (;;); 
    return 0; 
} 

int main(int argc, char ** argv) 
{ 
    SYSTEM_INFO si; 
    GetSystemInfo(&si); 

    for (DWORD i = si.dwNumberOfProcessors * 2; i > 0; i--) 
    { 
     CreateThread(NULL, 0, &ThreadStart, NULL, 0, NULL); 
    } 

    for (;;) 
    { 
     SetPriorityClass(GetCurrentProcess(), BELOW_NORMAL_PRIORITY_CLASS); 
     Sleep(100); 
     SetPriorityClass(GetCurrentProcess(), NORMAL_PRIORITY_CLASS); 
    } 

    return 0; 
} 

podejrzewam, że my” ponowne spojrzenie na jakiś środek oszczędzania energii zaprojektowany przy założeniu, że wątki o niskim priorytecie nie wymagają sprawiedliwego planowania. (Prawdopodobnie ustawienie wątku lub procesu o niskim priorytecie mówi "Nie obchodzi mnie, ile mam CPU.")