Я хотел знать, что было бы лучше / быстрее использовать вызовы POSIX, такие как pthread_once() и sem_wait() или функции dispatch_ *, поэтому я создал небольшой тест и удивлен результатами (вопросы и результаты находятся наконец).
В тестовом коде я использую mach_absolute_time () для определения времени вызовов.Мне действительно все равно, что это не совсем соответствует нано-секундам;Я сравниваю значения друг с другом, поэтому точные единицы времени не имеют значения, имеют значение только различия между интервалами.Числа в разделе результатов являются повторяемыми и не усредняются;Я мог бы усреднить время, но я не ищу точных чисел.
test.m (простое консольное приложение; легко компилировать):
#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;
}
На моем iMac (Snow Leopard Server)10.6.4):
Model Identifier: iMac7,1
Processor Name: Intel Core 2 Duo
Processor Speed: 2.4 GHz
Number Of Processors: 1
Total Number Of Cores: 2
L2 Cache: 4 MB
Memory: 4 GB
Bus Speed: 800 MHz
Я получаю:
0 Contention time = 101410439
2 Threads always contenting time = 109748686
2 NSTasks always contenting time = 113225207
0 Contention named semaphore time = 166061832
2 Threads named semaphore contention time = 203913476
2 NSTasks named semaphore contention time = 204988744
Dispatch 0 Contention time = 3411439
Dispatch 2 Threads always contenting time = 708073977
pthread_once time = 2707770
dispatch_once time = 87433
На моем MacbookPro (Snow Leopard 10.6.4):
Model Identifier: MacBookPro6,2
Processor Name: Intel Core i5
Processor Speed: 2.4 GHz
Number Of Processors: 1
Total Number Of Cores: 2 (though HT is enabled)
L2 Cache (per core): 256 KB
L3 Cache: 3 MB
Memory: 8 GB
Processor Interconnect Speed: 4.8 GT/s
Я получил:
0 Contention time = 74172042
2 Threads always contenting time = 82975742
2 NSTasks always contenting time = 82996716
0 Contention named semaphore time = 106772641
2 Threads named semaphore contention time = 162761973
2 NSTasks named semaphore contention time = 162919844
Dispatch 0 Contention time = 1634941
Dispatch 2 Threads always contenting time = 759753865
pthread_once time = 1516787
dispatch_once time = 120778
на iPhone 3GS 4.0.2 Я получил:
0 Contention time = 5971929
2 Threads always contenting time = 11989710
2 NSTasks always contenting time = 11950564
0 Contention named semaphore time = 16721876
2 Threads named semaphore contention time = 35333045
2 NSTasks named semaphore contention time = 35296579
Dispatch 0 Contention time = 151909
Dispatch 2 Threads always contenting time = 46946548
pthread_once time = 193592
dispatch_once time = 25071
Вопросы и заявления:
sem_wait() иsem_post() медленные, когда не в споре - почему это так?
- разве OSX не заботится о совместимых API?Есть какой-то устаревший код, который заставляет это быть медленным?
- Почему эти числа не совпадают с функциями dispatch_semaphore?
sem_wait() и sem_post() столь же медленны, когда находятся в состоянии раздора, чем когда их нет(есть разница, но я подумал, что это будет огромная разница между недоразумением и нет; я ожидал, что числа, подобные тому, что было в коде dispatch_semaphore) sem_wait() и sem_post() медленнее при использовании namedсемафоры. - Почему?это потому, что семафор должен синхронизироваться между процессами?возможно, в этом есть больше багажа.
dispatch_semaphore_wait() и dispatch_semaphore_signal() сумасшедшие быстро, когда не спорят (здесь нет ничего удивительного, так как Apple много об этом говорит). dispatch_semaphore_wait() и dispatch_semaphore_signal() в 3 раза медленнее, чем sem_wait() и sem_post(), когда находятся в состоянии конфликта - Почему это так медленно?это не имеет смысла для меня.Я ожидал бы, что это будет наравне с оспариваемым sem_t.
dispatch_once() быстрее, чем pthread_once(), примерно в 10 раз, почему?Единственное, что я могу сказать по заголовкам, это то, что нет никакой нагрузки на вызовы функций с dispatch_once(), чем с pthread_once().
Мотивация: У меня есть 2 набораинструментов для выполнения работы с семафорами или однократными вызовами (тем временем я нашел другие варианты семафоров, но я их проигнорирую, если не предложу лучший вариант).Я просто хочу знать, какой инструмент лучше всего подходит для этой работы (если у вас есть возможность ввинчивать винт с помощью крестообразной или плоской головки, я бы выбрал филипс, если мне не нужно затягивать винт и плоскую головку, если мне нужнозатяните винт).Похоже, что если я начну писать утилиты с помощью libdispatch, я не смогу перенести их на другие операционные системы, у которых пока не работает libdispatch ... но это так заманчиво для использования;)
Как естьЯ буду использовать libdispatch, когда мне не придется беспокоиться о переносимости и вызовах POSIX.
Спасибо!