pthread_once()およびまたはdispatch_*関数のようなPOSIX呼び出しを使用する方が良い/速いことを知りたかったsem_wait()ので、小さなテストを作成し、結果に驚いています（質問と結果は最後にあります）。
テスト コードでは、mach_absolute_time() を使用して呼び出しの時間を計っています。これがナノ秒と正確に一致しないことは本当に気にしません。値を互いに比較しているので、正確な時間単位は問題ではなく、間隔の違いのみが重要です。結果セクションの数値は反復可能であり、平均化されていません。時間を平均化することもできましたが、正確な数を探しているわけではありません。
test.m (単純なコンソール アプリケーション、コンパイルが容易):
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <dispatch/dispatch.h>
#include <semaphore.h>
#include <pthread.h>
#include <time.h>
#include <mach/mach_time.h>
// *sigh* OSX does not have pthread_barrier (you can ignore the pthread_barrier
// code, the interesting stuff is lower)
typedef int pthread_barrierattr_t;
typedef struct
{
pthread_mutex_t mutex;
pthread_cond_t cond;
int count;
int tripCount;
} pthread_barrier_t;
int pthread_barrier_init(pthread_barrier_t *barrier, const pthread_barrierattr_t *attr, unsigned int count)
{
if(count == 0)
{
errno = EINVAL;
return -1;
}
if(pthread_mutex_init(&barrier->mutex, 0) < 0)
{
return -1;
}
if(pthread_cond_init(&barrier->cond, 0) < 0)
{
pthread_mutex_destroy(&barrier->mutex);
return -1;
}
barrier->tripCount = count;
barrier->count = 0;
return 0;
}
int pthread_barrier_destroy(pthread_barrier_t *barrier)
{
pthread_cond_destroy(&barrier->cond);
pthread_mutex_destroy(&barrier->mutex);
return 0;
}
int pthread_barrier_wait(pthread_barrier_t *barrier)
{
pthread_mutex_lock(&barrier->mutex);
++(barrier->count);
if(barrier->count >= barrier->tripCount)
{
barrier->count = 0;
pthread_cond_broadcast(&barrier->cond);
pthread_mutex_unlock(&barrier->mutex);
return 1;
}
else
{
pthread_cond_wait(&barrier->cond, &(barrier->mutex));
pthread_mutex_unlock(&barrier->mutex);
return 0;
}
}
//
// ok you can start paying attention now...
//
void onceFunction(void)
{
}
@interface SemaphoreTester : NSObject
{
sem_t *sem1;
sem_t *sem2;
pthread_barrier_t *startBarrier;
pthread_barrier_t *finishBarrier;
}
@property (nonatomic, assign) sem_t *sem1;
@property (nonatomic, assign) sem_t *sem2;
@property (nonatomic, assign) pthread_barrier_t *startBarrier;
@property (nonatomic, assign) pthread_barrier_t *finishBarrier;
@end
@implementation SemaphoreTester
@synthesize sem1, sem2, startBarrier, finishBarrier;
- (void)thread1
{
pthread_barrier_wait(startBarrier);
for(int i = 0; i < 100000; i++)
{
sem_wait(sem1);
sem_post(sem2);
}
pthread_barrier_wait(finishBarrier);
}
- (void)thread2
{
pthread_barrier_wait(startBarrier);
for(int i = 0; i < 100000; i++)
{
sem_wait(sem2);
sem_post(sem1);
}
pthread_barrier_wait(finishBarrier);
}
@end
int main (int argc, const char * argv[])
{
NSAutoreleasePool * pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
int64_t start;
int64_t stop;
// semaphore non contention test
{
// grrr, OSX doesn't have sem_init
sem_t *sem1 = sem_open("sem1", O_CREAT, 0777, 0);
start = mach_absolute_time();
for(int i = 0; i < 100000; i++)
{
sem_post(sem1);
sem_wait(sem1);
}
stop = mach_absolute_time();
sem_close(sem1);
NSLog(@"0 Contention time = %d", stop - start);
}
// semaphore contention test
{
__block sem_t *sem1 = sem_open("sem1", O_CREAT, 0777, 0);
__block sem_t *sem2 = sem_open("sem2", O_CREAT, 0777, 0);
__block pthread_barrier_t startBarrier;
pthread_barrier_init(&startBarrier, NULL, 3);
__block pthread_barrier_t finishBarrier;
pthread_barrier_init(&finishBarrier, NULL, 3);
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);
dispatch_async(queue, ^{
pthread_barrier_wait(&startBarrier);
for(int i = 0; i < 100000; i++)
{
sem_wait(sem1);
sem_post(sem2);
}
pthread_barrier_wait(&finishBarrier);
});
dispatch_async(queue, ^{
pthread_barrier_wait(&startBarrier);
for(int i = 0; i < 100000; i++)
{
sem_wait(sem2);
sem_post(sem1);
}
pthread_barrier_wait(&finishBarrier);
});
pthread_barrier_wait(&startBarrier);
// start timing, everyone hit this point
start = mach_absolute_time();
// kick it off
sem_post(sem2);
pthread_barrier_wait(&finishBarrier);
// stop timing, everyone hit the finish point
stop = mach_absolute_time();
sem_close(sem1);
sem_close(sem2);
NSLog(@"2 Threads always contenting time = %d", stop - start);
pthread_barrier_destroy(&startBarrier);
pthread_barrier_destroy(&finishBarrier);
}
// NSTask semaphore contention test
{
sem_t *sem1 = sem_open("sem1", O_CREAT, 0777, 0);
sem_t *sem2 = sem_open("sem2", O_CREAT, 0777, 0);
pthread_barrier_t startBarrier;
pthread_barrier_init(&startBarrier, NULL, 3);
pthread_barrier_t finishBarrier;
pthread_barrier_init(&finishBarrier, NULL, 3);
SemaphoreTester *tester = [[[SemaphoreTester alloc] init] autorelease];
tester.sem1 = sem1;
tester.sem2 = sem2;
tester.startBarrier = &startBarrier;
tester.finishBarrier = &finishBarrier;
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(thread1) toTarget:tester withObject:nil];
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(thread2) toTarget:tester withObject:nil];
pthread_barrier_wait(&startBarrier);
// start timing, everyone hit this point
start = mach_absolute_time();
// kick it off
sem_post(sem2);
pthread_barrier_wait(&finishBarrier);
// stop timing, everyone hit the finish point
stop = mach_absolute_time();
sem_close(sem1);
sem_close(sem2);
NSLog(@"2 NSTasks always contenting time = %d", stop - start);
pthread_barrier_destroy(&startBarrier);
pthread_barrier_destroy(&finishBarrier);
}
// dispatch_semaphore non contention test
{
dispatch_semaphore_t sem1 = dispatch_semaphore_create(0);
start = mach_absolute_time();
for(int i = 0; i < 100000; i++)
{
dispatch_semaphore_signal(sem1);
dispatch_semaphore_wait(sem1, DISPATCH_TIME_FOREVER);
}
stop = mach_absolute_time();
NSLog(@"Dispatch 0 Contention time = %d", stop - start);
}
// dispatch_semaphore non contention test
{
__block dispatch_semaphore_t sem1 = dispatch_semaphore_create(0);
__block dispatch_semaphore_t sem2 = dispatch_semaphore_create(0);
__block pthread_barrier_t startBarrier;
pthread_barrier_init(&startBarrier, NULL, 3);
__block pthread_barrier_t finishBarrier;
pthread_barrier_init(&finishBarrier, NULL, 3);
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);
dispatch_async(queue, ^{
pthread_barrier_wait(&startBarrier);
for(int i = 0; i < 100000; i++)
{
dispatch_semaphore_wait(sem1, DISPATCH_TIME_FOREVER);
dispatch_semaphore_signal(sem2);
}
pthread_barrier_wait(&finishBarrier);
});
dispatch_async(queue, ^{
pthread_barrier_wait(&startBarrier);
for(int i = 0; i < 100000; i++)
{
dispatch_semaphore_wait(sem2, DISPATCH_TIME_FOREVER);
dispatch_semaphore_signal(sem1);
}
pthread_barrier_wait(&finishBarrier);
});
pthread_barrier_wait(&startBarrier);
// start timing, everyone hit this point
start = mach_absolute_time();
// kick it off
dispatch_semaphore_signal(sem2);
pthread_barrier_wait(&finishBarrier);
// stop timing, everyone hit the finish point
stop = mach_absolute_time();
NSLog(@"Dispatch 2 Threads always contenting time = %d", stop - start);
pthread_barrier_destroy(&startBarrier);
pthread_barrier_destroy(&finishBarrier);
}
// pthread_once time
{
pthread_once_t once = PTHREAD_ONCE_INIT;
start = mach_absolute_time();
for(int i = 0; i <100000; i++)
{
pthread_once(&once, onceFunction);
}
stop = mach_absolute_time();
NSLog(@"pthread_once time = %d", stop - start);
}
// dispatch_once time
{
dispatch_once_t once = 0;
start = mach_absolute_time();
for(int i = 0; i <100000; i++)
{
dispatch_once(&once, ^{});
}
stop = mach_absolute_time();
NSLog(@"dispatch_once time = %d", stop - start);
}
[pool drain];
return 0;
}
My iMac (Snow Leopard Server 10.6.4):
モデル識別子: iMac7,1 プロセッサ名: Intel Core 2 Duo プロセッサ速度: 2.4 GHz プロセッサー数: 1 コアの総数: 2 L2 キャッシュ: 4 MB メモリ: 4 GB バス速度: 800MHz
私は得る：
0 競合時間 = 101410439 2 つのスレッドが常に競合する時間 = 109748686 2 つの NSTask が常に競合する時間 = 113225207 0 セマフォという名前の競合時間 = 166061832 セマフォ競合時間 = 203913476 という名前の 2 つのスレッド 2 つの NSTask 名前付きセマフォ競合時間 = 204988744 Dispatch 0 コンテンション時間 = 3411439 Dispatch 2 Threads always contenting time = 708073977 pthread_once 時間 = 2707770 dispatch_once 時間 = 87433
MacbookPro (Snow Leopard 10.6.4) の場合:
モデル識別子: MacBookPro6,2 プロセッサ名: インテル Core i5 プロセッサ速度: 2.4 GHz プロセッサー数: 1 コアの総数: 2 (ただし、HT は有効になっています) L2 キャッシュ (コアあたり): 256 KB L3 キャッシュ: 3 MB メモリ: 8 GB プロセッサー相互接続速度: 4.8 GT/s
私が得た：
0 競合時間 = 74172042 2 つのスレッドが常に競合する時間 = 82975742 2 つの NSTask が常に競合する時間 = 82996716 0 セマフォという名前の競合時間 = 106772641 セマフォという名前の 2 つのスレッドの競合時間 = 162761973 2 つの NSTask 名前付きセマフォ競合時間 = 162919844 Dispatch 0 コンテンション時間 = 1634941 Dispatch 2 Threads always contenting time = 759753865 pthread_once 時間 = 1516787 dispatch_once 時間 = 120778
私が得たiPhone 3GS 4.0.2で：
0 競合時間 = 5971929 2 つのスレッドが常に競合する時間 = 11989710 2 つの NSTask が常に競合する時間 = 11950564 0 セマフォという名前の競合時間 = 16721876 セマフォという名前の 2 つのスレッドの競合時間 = 35333045 2 つの NSTask 名前付きセマフォ競合時間 = 35296579 Dispatch 0 コンテンション時間 = 151909 Dispatch 2 Threads always contenting time = 46946548 pthread_once 時間 = 193592 dispatch_once 時間 = 25071
質問と声明:
sem_wait()競合しsem_post()ていないときは遅い- これはなぜですか？
- OSX は互換性のある API を気にしませんか? これを遅くするレガシーコードはありますか?
- なぜこれらの数値は、dispatch_semaphore 関数と同じではないのですか?
sem_wait()競合しているときとそうでないときとsem_post()同じくらい遅いです（違いはありますが、競合しているときとそうでないときの大きな違いだと思いました。dispatch_semaphoreコードにあるような数値を期待していました）sem_wait()名前付きセマフォを使用するとsem_post()遅くなります。- なんで？これは、プロセス間でセマフォを同期する必要があるためですか? それをすると荷物が増えるかもしれません。
dispatch_semaphore_wait()競合しdispatch_semaphore_signal()ていないときは非常に高速です（アップルはこれをよく宣伝しているので、ここでは驚くことではありません）.dispatch_semaphore_wait()競合が発生している場合 よりもdispatch_semaphore_signal()3 倍遅くなりますsem_wait()sem_post()- なぜこれはとても遅いのですか？これは私には意味がありません。これは、競合している sem_t と同等であると予想していました。
dispatch_once()よりもpthread_once()約 10 倍速いのはなぜですか? ヘッダーからわかる唯一のことは、関数呼び出しの負担がdispatch_once()よりも少ないということpthread_once()です。
動機: セマフォまたは 1 回の呼び出しの作業を完了するための 2 セットのツールが提示されます (その間、他のセマフォのバリアントを実際に見つけましたが、より良いオプションとして取り上げられない限り、それらは無視します)。仕事に最適なツールは何かを知りたいだけです（フィリップスまたはフラットヘッドでネジをねじ込むオプションがある場合、ネジにトルクをかける必要がない場合はフィリップスを選択し、必要な場合はフラットヘッドを選択しますネジを回します）。libdispatch でユーティリティを書き始めると、libdispatch がまだ動作していない他のオペレーティング システムにそれらを移植できない可能性があるようです... しかし、使用するのはとても魅力的です ;)
現状では、移植性と POSIX 呼び出しについて心配する必要がない場合は、libdispatch を使用します。
ありがとう！