C++开启多线程 节省时间验证

如果一段代码有多个函数互不影响，不共享数据，即不会更改同一个变量。那么开启多线程让函数在不同线程中同时进行，理论上是会比在单线程中按顺序运行要快的（想象成早上我在烧水的同时做早饭，要比先做早饭后烧水要快）。所以我写了一个简单的例子进行验证。

开启多线程的方法需要使用C++中的thread库，因此头文件中需要 #include ，

std::thread Thread1(Function()) 即可将Function() 这个函数独立开启一个线程，需要注意的是，后面需要增加 Thread.join() 这行指令（或 Thread.detach() 两者功能不同，但一定要有其中一个），否则会报 terminate called without an active exception. 大致原理是：该线程函数析构后，检测到没有join或detech，会强制终止线程，这部分报错在网上可以搜到。

关于验证代码，我写了两个累加函数，双线程同时累加后输出运行时间，与单线程按顺序运行两个函数后的时间比较。计算时间采用了time库中的clock函数。

由于我的cmakelists文件中涉及很多其他的test，引用的库也比较杂乱，就不放出来了。需要提醒的是编译器设置-lpthread会报错可能 lpthread 是旧版本的原因，需要用-pthread才能兼容：set(CMAKE_CXX_FLAGS "-std=c++11 ${CMAKE_CXX_FLAGS} -O3 -Wall -march=native -pthread")。代码如下。

#include 
#include 
#include 

void accumulate1(){
	int a = 0;
	for(int i = 0; i < 5; i ++){
		a ++;
		//std::cout << "a = " << a << std::endl;
		sleep(2);
	}
}

void accumulate2(){
	int b = 0;
	for(int i = 0; i < 10; i ++){
		b ++;
		//std::cout << "b = " << b << std::endl;
		sleep(1);
	}
}

int main(int argc, char** argv){
    //双线程
	clock_t thread_begin = clock();
        //双线程同时运行两个函数
	std::thread Thread1(accumulate1);
	std::thread Thread2(accumulate2);
	Thread1.join();
	Thread2.join();

	clock_t thread_end = clock() - thread_begin;
	std::cout << "thread using time = " << thread_end << std::endl;

    //单线程
	clock_t normal_begin = clock();
        //按顺序运行两个函数
	accumulate1();
	accumulate2();

	clock_t normal_end = clock() - normal_begin;
	std::cout << "normal using time = " << normal_end << std::endl;

	return 0;
}

OUTPUT：
thread using time = 440
normal using time = 363

这时发现了问题，为什么双线程运行需要的时间竟然比单线程的还要大？多次运行后的结果都是这样。查询clock的原理后得知，clock计算的是CPU时间，会将所有线程使用的时间都加上。所以time库的clock函数不能进行这个线程验证。

于是我想到ros中有ros::time这个计时方法，需要在头文件中加上ros，并将rostime初始化。尝试使用：

#include 
#include 
#include 
#include 

void accumulate1(){
	int a = 0;
	for(int i = 0; i < 5; i ++){
		a ++;
		// std::cout << "a = " << a << std::endl;
		sleep(2);
	}
}

void accumulate2(){
	int b = 0;
	for(int i = 0; i < 10; i ++){
		b ++;
		// std::cout << "b = " << b << std::endl;
		sleep(1);
	}
}

int main(int argc, char** argv){
	ros::Time::init(); //初始化rostime
    //双线程
	ros::Time thread_begin = ros::Time::now();

	std::thread Thread1(accumulate1);
	std::thread Thread2(accumulate2);
	Thread1.join();
	Thread2.join();
	
	ros::Duration thread_end = ros::Time::now() - thread_begin;
	std::cout << "thread using time = " << thread_end << std::endl;
    
    //单线程
	ros::Time normal_begin = ros::Time::now();

	accumulate1();
	accumulate2();

	ros::Duration normal_end = ros::Time::now() - normal_begin;
	std::cout << "normal using time = " << normal_end << std::endl;

	return 0;
}

OUTPUT：
thread using time = 10.015955069
normal using time = 20.008642445

发现结果非常理想，双线程运行确实能比单线程节省一半的时间。