Windows 为什么将多线程应用程序限制为一个核心会使其运行更快？ 我有一个用C++编写的本地多线程Win32应用程序，它有大约3个比较繁忙的线程和4到6个线程，它们并没有那么多。当它在正常模式下运行时，8核机器上的CPU总使用率加起来约为15%，应用程序在大约30秒内完成。当我通过将关联掩码设置为0x01将应用程序限制为仅一个核心时，它完成得更快，只需23秒

我猜这与同步在一个物理内核和/或一些并发内存访问问题上更便宜有关

我运行的是Windows7x64，应用程序是32位的。CPU为Xeon X5570，具有4个内核，并启用HT

有人能详细解释一下这种行为吗？为什么会发生这种情况，以及如何提前预测这种行为

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更新：我想我的问题不是很清楚。我想知道为什么在一个物理内核上速度更快，而不是为什么在多个内核上速度没有超过15%。

这个问题非常模糊，所以只是一些基于典型线程问题的随机猜测

一个明显的候选者是争用，线程争夺锁，实际上是串行而不是并行运行。您最终将为线程上下文切换付费，而不会获得任何好处。这是一个C++中容易错过的问题，CRT和C++标准库中有很多低级锁定。两者最初的设计都没有考虑线程

在具有强内存模型（如x86和x64）的cpu内核上，一个常见的问题是“错误共享”。当多个线程更新同一个一级缓存线内的内存位置时，会发生此错误。然后处理器会花费大量的马力来保持核心缓存的同步

只有当程序实际执行受限时，才能从多个执行核心中获益。如果其内存受限，则无法获得好处。您的机器仍然只有一条内存总线，如果您处理的数据无法满足cpu缓存，这将是一个严重的瓶颈。核心将简单地暂停，等待公共汽车赶上。它仍然被计算为cpu时间，因此在cpu使用统计数据中不可见，但实际完成的工作很少

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显然，您需要一个好的探查器来追踪此类问题。

就问题而言，线程在多个内核上运行时彼此通信，导致进程执行速度相对较慢。然而，将线程限制为单个物理核心并不需要线程之间的任何交互通信，因此进程会加快

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这也可能取决于正在执行的任务：如果线程需要较低的资源，这可能是真的，否则将物理内核限制为一个内核可能不会在所有情况下都有效。

如果不说明应用程序，很难猜测是什么导致应用程序运行缓慢。如果你想进行详细的分析，我们可以考虑以下因素-<

• 处理器间通信：应用程序中的线程之间的通信量。如果他们经常交流，那么您将由于这种行为而产生开销

• 处理器缓存体系结构：这是另一个需要考虑的重要因素。您应该知道由于线程在不同的处理器上运行，处理器的缓存将受到怎样的影响。在共享缓存中将发生多少振荡

• 页面错误：由于程序的顺序性，在单处理器上运行可能会导致页面错误数量减少

• 锁定：锁定代码中的开销？这不应导致经济放缓。但是除了上述因素之外，这可能会增加一些开销

• 处理器上的NoC：当然，如果您将不同的线程分配给不同的处理器内核，并且它们正在通信，那么您需要知道它们所采用的路径。它们之间有专用连接吗？也许你应该看看这个

• 处理器负载：最后但并非最不重要的一点是，我希望您没有在其他处理器内核上运行其他任务，从而导致大量上下文切换。上下文切换通常非常昂贵

<> >强>温度：你应该考虑的一个效果是如果CPU核心升温，处理器时钟会减速。我想，你不会有这种效果，但它也很大程度上取决于环境温度

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考虑到内存延迟对性能的巨大影响，几乎可以肯定这与缓存有关

由于在单核上，第一级和第二级缓存会保持特别热—比在多核上分布时更热

第三级缓存将在所有内核之间共享，因此不会有任何不同，但速度当然要慢得多，因此通过将局部性移动到第一级和第二级缓存，您可以获得很多好处。

“当它在正常模式下运行时，8核机器上的CPU总使用率加起来约为15%。”

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只有15%的使用率给了我另一种可能的解释：你的线程不做I/O吗？我的猜测是，I/O操作决定了应用程序的总时间，而不是CPU使用率。在大多数情况下，当I/O作业是多线程的时，I/O密集型应用程序的速度会变慢（只需考虑同时复制两个文件，而不是一个接一个文件）。

当您使用单核时，可能内核对相同的变量使用了单独的存储区域，它不需要将单独的区域合并到原始区域中。可能一级缓存和二级缓存在同一个核心上支付红利，并且您的数据集非常小，可以容纳在其中。