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C++多線程實(shí)現(xiàn)綁定CPU的方法詳解

更新時(shí)間：2023年05月22日 08:37:36 作者：微小冷

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C++如何利用多線程實(shí)現(xiàn)綁定CPU，文中的示例代碼簡潔易懂，具有一定的學(xué)習(xí)價(jià)值，感興趣的小伙伴可以跟隨小編一起了解一下

Windows多線程

windows.h中提供了多線程解決方案，創(chuàng)建多線程的函數(shù)為

//返回值：一個(gè)HANDLE類型的值，表示線程的句柄，可用于等待線程等函數(shù)
HANDLE CreateThread(
  LPSECURITY_ATTRIBUTES   lpThreadAttributes, // 不用管，一般為NULL
  SIZE_T                  dwStackSize,        // 堆棧大小，一般為0，表示默認(rèn)值
  LPTHREAD_START_ROUTINE  lpStartAddress,     // 函數(shù)指針
  __drv_aliasesMem LPVOID lpParameter,        // 參數(shù)指針
  DWORD                   dwCreationFlags,    // 不用管，一般為0
  LPDWORD                 lpThreadId          // 線程id，一般設(shè)為NULL
);

為了理解這個(gè)函數(shù)，下面舉一個(gè)最簡單的例子

#include<iostream>
#include<windows.h>

// 編寫了一個(gè)我的線程函數(shù)
DWORD WINAPI MyThread(LPVOID ps)
{
	int *n = (int *)ps;
	for (int i = 0; i < 3; ++i)
		printf("執(zhí)行線程%d, i=%d\n", n[0], i);
	return 0L;
}

int main()
{
	// 創(chuàng)造線程
	int id1 = 1, id2=2;
	CreateThread(NULL, 0, MyThread, &id1, 0, NULL);
	CreateThread(NULL, 0, MyThread, &id2, 0, NULL);
	system("PAUSE");
	return 0;
}

其中，MyThread是一個(gè)用于創(chuàng)造新線程的函數(shù)，其輸入?yún)?shù)ps是一個(gè)LPVOID類型的指針，在參數(shù)傳入后，將這個(gè)指針轉(zhuǎn)為整形指針(int *)，然后將其賦給另一個(gè)整形指針n，然后在for循環(huán)中引用這個(gè)整形指針。

在main函數(shù)中，通過CreateThread函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)線程并執(zhí)行，其中執(zhí)行的函數(shù)為MyThread，傳入的參數(shù)為id1, id2的地址。執(zhí)行后的結(jié)果為

執(zhí)行線程2, i=0
執(zhí)行線程1, i=0
執(zhí)行線程1, i=1
執(zhí)行線程1, i=2
執(zhí)行線程2, i=1
執(zhí)行線程2, i=2
請(qǐng)按任意鍵繼續(xù). . .

windows調(diào)度與綁定CPU

作為成熟的操作系統(tǒng)，Windows為了更加充分利用CPU，會(huì)動(dòng)態(tài)分配線程占用的CPU資源，以確保每個(gè)CPU核心不過累；另一方面，Intel作為成熟的CPU，為了充分考慮性能和能耗之間的均衡，當(dāng)CPU沒有滿負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)候會(huì)自動(dòng)降頻。

這兩個(gè)合在一起就是，Windows動(dòng)態(tài)分配CPU核心，讓每個(gè)CPU都不過載；然后Intel動(dòng)態(tài)規(guī)劃能耗，讓每個(gè)核心都降頻。于是CPU的頻率越降越低，Windows占用的資源越來越少，于是性能越來越差。

上面這個(gè)描述當(dāng)然略顯夸張了，但道理是這么個(gè)道理，為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，可以將上面的MyThread函數(shù)稍作改動(dòng)，

DWORD WINAPI MyThread(LPVOID ps)
{
    int* n = (int*)ps;
    int cpu = GetCurrentProcessorNumber();
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        printf("在CPU%d上執(zhí)行線程%d, i=%d\n", cpu, n[0], i);
        Sleep(100);
    }
    return 0L;
}

這樣就可以查看每次執(zhí)行線程時(shí)所使用的CPU，發(fā)現(xiàn)每次運(yùn)行時(shí)使用的CPU是隨機(jī)的。

通過windows.h中的SetThreadAffinityMask來手動(dòng)分配CPU，使用方法非常簡單

int main()
{
    // 創(chuàng)造線程
    int id1 = 1, id2=2;
    auto th1 = CreateThread(NULL, 0, MyThread, &id1, 0, NULL);
    SetThreadAffinityMask(th1, 0x01);
    auto th2 = CreateThread(NULL, 0, MyThread, &id2, 0, NULL);
    SetThreadAffinityMask(th2, 0x02);
    // 記得等待線程結(jié)束
    system("PAUSE");
    return 0;
}

效果如下

在CPU0上執(zhí)行線程1, i=0
在CPU1上執(zhí)行線程2, i=0
請(qǐng)按任意鍵繼續(xù). . . 在CPU1上執(zhí)行線程2, i=1
在CPU0上執(zhí)行線程1, i=1
在CPU0上執(zhí)行線程1, i=2
在CPU1上執(zhí)行線程2, i=2
在CPU1上執(zhí)行線程2, i=3
在CPU0上執(zhí)行線程1, i=3
在CPU1上執(zhí)行線程2, i=4
在CPU0上執(zhí)行線程1, i=4

到此這篇關(guān)于C++多線程實(shí)現(xiàn)綁定CPU的方法詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++多線程綁定CPU內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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