parallel-processing - 为什么基于人造丝的并行处理比串行处理需要更多时间?
问题描述
学习Rayon,我想比较一下斐波那契数列的并行计算和串行计算的性能。这是我的代码:
use rayon;
use std::time::Instant;
fn main() {
let nth = 30;
let now = Instant::now();
let fib = fibonacci_serial(nth);
println!(
"[s] The {}th number in the fibonacci sequence is {}, elapsed: {}",
nth,
fib,
now.elapsed().as_micros()
);
let now = Instant::now();
let fib = fibonacci_parallel(nth);
println!(
"[p] The {}th number in the fibonacci sequence is {}, elapsed: {}",
nth,
fib,
now.elapsed().as_micros()
);
}
fn fibonacci_parallel(n: u64) -> u64 {
if n <= 1 {
return n;
}
let (a, b) = rayon::join(|| fibonacci_parallel(n - 2), || fibonacci_parallel(n - 1));
a + b
}
fn fibonacci_serial(n: u64) -> u64 {
if n <= 1 {
return n;
}
fibonacci_serial(n - 2) + fibonacci_serial(n - 1)
}
我预计并行计算的经过时间会小于串行计算的经过时间,但结果相反:
# `s` stands for serial calculation and `p` for parallel
[s] The 30th number in the fibonacci sequence is 832040, elapsed: 12127
[p] The 30th number in the fibonacci sequence is 832040, elapsed: 990379
我的串行/并行计算实现会有缺陷。但如果不是,为什么我会看到这些结果?
解决方案
我认为真正的原因是,您创建的n²
线程不好。在每次调用中,fibonacci_parallel
您都会为人造丝创建另一对线程,并且因为您fibonacci_parallel
在闭包中再次调用,您会创建另一对线程。
这对于操作系统/人造丝来说是非常糟糕的。
解决此问题的一种方法可能是:
fn fibonacci_parallel(n: u64) -> u64 {
fn inner(n: u64) -> u64 {
if n <= 1 {
return n;
}
inner(n - 2) + inner(n - 1)
}
if n <= 1 {
return n;
}
let (a, b) = rayon::join(|| inner(n - 2), || inner(n - 1));
a + b
}
您创建了两个线程,它们都执行内部函数。有了这个添加,我得到
op@VBOX /t/t/foo> cargo run --release 40
Finished release [optimized] target(s) in 0.03s
Running `target/release/foo 40`
[s] The 40th number in the fibonacci sequence is 102334155, elapsed: 1373741
[p] The 40th number in the fibonacci sequence is 102334155, elapsed: 847343
但如前所述,对于少量并行执行是不值得的:
op@VBOX /t/t/foo> cargo run --release 20
Finished release [optimized] target(s) in 0.02s
Running `target/release/foo 20`
[s] The 10th number in the fibonacci sequence is 6765, elapsed: 82
[p] The 10th number in the fibonacci sequence is 6765, elapsed: 241
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