C 与pthreads不一致的运行时

我的多线程C程序运行以下例程：

#define NUM_LOOP 500000000
long long sum = 0;

void* add_offset(void *n){
        int offset = *(int*)n;
        for(int i = 0; i<NUM_LOOP; i++) sum += offset;
        pthread_exit(NULL);
}

输出和运行时间为：

sum = 500000000

real    0m0.686s
user    0m0.680s
sys     0m0.000s

当主功能为（多线程顺序）时：

输出和运行时间为：

sum = 0

real    0m1.362s
user    0m1.356s
sys     0m0.000s

sum = 166845932

real    0m2.087s
user    0m3.876s
sys     0m0.004s

到目前为止，该程序按预期运行。但当主函数为（多线程并发）时：

输出和运行时间为：

sum = 0

real    0m1.362s
user    0m1.356s
sys     0m0.000s

sum = 166845932

real    0m2.087s
user    0m3.876s
sys     0m0.004s

由于缺少同步而导致的

sum

的错误值不是这里的问题，而是运行时间。并发执行的实际运行时间远远超过顺序执行。它与多核CPU中并发执行的预期相反

---

请解释一下这里可能有什么问题

如果多个线程访问同一个共享状态（至少在x86上），这种情况并不少见。它通常被称为：

每当一个内核想要更新该变量的值时，它首先必须从另一个内核获取缓存线的“所有权”（锁定缓存线以便写入），这需要一些时间。然后另一个核心想要回缓存线

---

因此，即使没有同步原语，与顺序情况相比，您也要付出巨大的开销。

正如@spectras所建议的，我对

添加偏移量

例程进行了以下更改：

#define NUM_LOOP 500000000
long long sum = 0;

void* add_offset(void *n){
        int offset = *(int*)n;
        long long sum_local = sum; //read sum
        for(int i = 0; i<NUM_LOOP; i++) sum_local += offset;
        sum = sum_local; //write to sum
        pthread_exit(NULL);
}

另一个输出和运行时是：

sum = -500000000

real    0m0.686s
user    0m1.360s
sys     0m0.000s

---

由于线程不同步，因此需要输出的这两个值，而且只有这两个值。输出中的

sum

值反映了最后更新了

sum

的线程（偏移量为1或偏移量为-1）

你看过汇编程序中的三种变体了吗？有什么区别是你无法解释的吗？您是否在任何地方都使用了相同的优化？您使用了多少优化？你使用了哪个编译器，Linux的哪个版本/变体？1）gcc（Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.4）5.4.0 20160609 2）我只是用gcc-std=c99-pthread编译它3）我使用Ubuntu 16.04.2，内核：4.4.0-79-genericThanks作为缓存线ping的链接-pong@Aroonalok>就这个例子来说，共享状态通常很昂贵，应该避免。例如，您可以通过让每个线程在本地计算一个和，并且只在最后更新共享状态来避免这种开销。

sum = 500000000

real    0m0.683s
user    0m1.356s
sys     0m0.000s

sum = -500000000

real    0m0.686s
user    0m1.360s
sys     0m0.000s