thread et temps de calculs

**salseropom** · 05/09/2006, 16h47

Bonjour, j'ai deux versions d'un prgm : une version séquentielle et une version en utilisant les threads. Mon pb est que le temps de calcul est un tout petit plus long en utilisant les threads... ce qui n'est pas super (sur mon PC, j'ai deux bi-processeurs). Savez-vous d'où pourrait venir cette lenteur ? D'autant plus que lorsque je fait un "top" dans mon shell, je vois que la valeur de Cpu(s) oscille entre 31% et 36 % (avec les thread et en séquentiel). Bref, j'ai l'impression que mon pgrm ne se parallélise pas. Voici un extrait de mon code avec les thread (je n'ai pas de mutex car les différentes tâches ne partagent pas de données) :

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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typedef struct
{
  CVodeMem cvode_mem;
  N_Vector y;
  double t;
  double tout;
  unsigned int nbpar; /* number of the particle */
  double rpm6; /* 6 * rotation per minute */
} Integ;
 
void CreateInteg(void * cvode_mem,N_Vector y,double t,double tout,unsigned int
nbpar,double rpm6,Integ * integ)
{
  integ->cvode_mem=(CVodeMem) cvode_mem;
  integ->y=y;
  integ->t=t;
  integ->tout=tout;
  integ->nbpar=nbpar;
  integ->rpm6=rpm6;
}
 
void * Integration(void * p)
{
  if(p==NULL)
  {
    fprintf(stderr,"Error in %s %u : p == NULL\n",__FILE__,__LINE__);
    exit(EXIT_FAILURE);
  }
  else
  {
    Integ * pInteg=(Integ * ) p;
    CVodeMem pcvode_mem=pInteg->cvode_mem;
 
    int flag;
    flag=CVodeReInit(pInteg->cvode_mem,pcvode_mem->cv_f,pInteg->t,pInteg->y,CV_SV,pcvode_mem->cv_reltol,pcvode_mem->cv_Vabstol);
    if(flag!=CV_SUCCESS)
    {
      fprintf(stderr,"Error in %s %d : CVodeReInit() failed at theta = %f for the particle %d. Exit program\n",__FILE__,__LINE__,pInteg->rpm6*pInteg->t-180.,pInteg->nbpar);
      exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    flag = CVode(pInteg->cvode_mem, pInteg->tout,pInteg-> y, &pInteg->t,CV_NORMAL);
    if (check_flag(&flag, "CVode", 1))
    {
      fprintf(stderr,"Error in %s : %d : CVode failed at theta = %g for the particle %d\nExit program\n",__FILE__,__LINE__,pInteg->rpm6*pInteg->t-180.,pInteg->nbpar);
      exit(EXIT_FAILURE);     
    }
 
    return NULL;
  }  
}

et dans la fonction main() j'ai

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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pthread_t task[N];
 
    Integ * integ=malloc(N*sizeof(*integ));
    if(integ==NULL)
    {
      MEMERROR;
      exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    while(tout<tfin)
    {
      //printf("theta = %f\n",e->rpm6*tout-180.);
 
      for(i=0;i<N;++i) /* loop on particles */
      {
	CreateInteg(cvode_mem[i],y[i],t[i],tout,i,e->rpm6,&integ[i]);
 
	pthread_create(&task[i], NULL, Integration, &integ[i]);
 
	t[i]=tout;
 
	pthread_join (task[i], NULL);
 
      } /* end of for(i=0;i<N;++i) */
 
 
 
                      /****  Turbulence  *****/  
 
      for(j=0;j<neq;++j)
      {
        aux3=0.;
	for(k=0;k<N;++k) aux3+=Ith(y[k],j);
	for(k=0;k<N;++k) Ith(y[k],j)=Ith(y[k],j)*aux1+aux3*aux2; 
      }
 
      fPrintOutput(fileOutput,tout,y,N,e,mec);
 
      tout += dt;
    } /* end of while(tout<tfin) */

remarque : j'ai utilisé la fonction pthread_join() car je dois effectuer toutes les tâches avant de faire ma "turbulence". Devrais-je utiliser à la place des thread avec condition (pthread_cond_signal et pthread_cond_wait) ?

Merci.

**Jean-Marc.Bourguet** · 05/09/2006, 17h40

Tu lances une seule thread, tu ne fais à moitié rien puis tu l'attends. Ensuite tu lances une autre thread... Tout est donc fait séquentiellement. Pour profiter du multithread, il t'en faut au moins deux qui font quelque chose.

Donc une boucle qui lance les threads puis une qui les attends, puis ton calcul final. (En fait, tu as intérêt à ne pas avoir trop de thread non plus, sauf si la majorité est bloquée en attende de quelque chose, IO, mutex, ...)

**salseropom** · 05/09/2006, 17h47

OK, donc je dois modifier mon code de la manière suivante :

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while(tout<tfin)
    {
      //printf("theta = %f\n",e->rpm6*tout-180.);
 
      for(i=0;i<N;++i) /* loop on particles */
      {
	CreateInteg(cvode_mem[i],y[i],t[i],tout,i,e->rpm6,&integ[i]);
 
	pthread_create(&task[i], NULL, Integration, &integ[i]);
 
	t[i]=tout;
 
      } /* end of for(i=0;i<N;++i) */
 
      for(i=0;i<N;++i) pthread_join (task[i], NULL);
 
                      /****  Turbulence  *****/  
 
      for(j=0;j<neq;++j)
      {
        aux3=0.;
	for(k=0;k<N;++k) aux3+=Ith(y[k],j);
	for(k=0;k<N;++k) Ith(y[k],j)=Ith(y[k],j)*aux1+aux3*aux2; 
      }
 
      fPrintOutput(fileOutput,tout,y,N,e,mec);
 
      tout += dt;
    } /* end of while(tout<tfin) */

Est-ce correct (en dehos du fait que mon solveur plante si je fais cette méthode) ? Est-ce que je vais gagner du temps ? Ce que j'ai encore du mal à comprendre est comment est lancé le prgm en parallèle ? Avec MPI, l'exécutable est copié dans chaque processeur et ensuite, suivant le rang du processeur on effectue les opérations. Il y a donc plein de tests du genre

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if(myrank==2) blabla;

mais là, comment est donnée l'instruction : "effectuer le thread 3 car le threa 2 et 1 sont déjà lancés" (en supposant qu'ils sont effectués dans l'ordre croissant) ?

Merci.

**Jean-Marc.Bourguet** · 05/09/2006, 17h53

Envoyé par salseropom

Est-ce correct (en dehos du fait que mon solveur plante si je fais cette méthode) ?

A première vue oui.

Est-ce que je vais gagner du temps ?

Ca devrait sur une machine multiprocesseur, du moins si tes threads ne se synchronisent pas à gogo.

Ce que j'ai encore du mal à comprendre est comment est lancé le prgm en parallèle ? Avec MPI, l'exécutable est copié dans chaque processeur et ensuite, suivant le rang du processeur on effectue les opérations. Il y a donc plein de tests du genre

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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if(myrank==2) blabla;

mais là, comment est donnée l'instruction : "effectuer le thread 3 car le threa 2 et 1 sont déjà lancés" (en supposant qu'ils sont effectués dans l'ordre croissant) ?

Je ne comprends pas réellement ta question (mais je n'ai jamais utilisé MPI).

**salseropom** · 06/09/2006, 09h34

Salut (et merci encore de ta patience)
Voilà, si je veux faire un prgm en parallèle avec MPI (qui est une collection de tous plein de fonction) je dois faire plusieurs choses
1) donner un nom (et un numéro) à chaque processeur
2) dans mon prgm je dois spécifier le travail de chaque processeur. Par exemple si je veux que le PC 1 fasse l'opération 1 et le PC 2 fasse l'opération 2 je dois écrire

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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si(rang du PC == 1) alors faire opération 1
si(rang du PC == 2) alors faire opération 2

et j'utilise des fonctions d'envoi et de réception de message pour faire correspondre tous les PC entre eux. A quoi est dû le fait que toutes les tâches s'effectuent en parallèle ? Tout simplement car le fichier exécutable est copié dans chaque PC (c'est donc le même exécutable pour tous les PC) et donc chaque PC exécute le même prgm (en faisant attention aux "si (rang du PC == 1) alors blabla").

Ma question porte maintenant sur les threads : si j'écris

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Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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pthread_t ta;
pthread_t tb;
 
pthread_create (&ta, NULL, task_a, NULL);
pthread_create (&tb, NULL, task_b, NULL);

comment est-ce que le PC sait qu'il doit effectuer ces 2 tâches en parallèle ? Comment est donnée l'instruction ?

Si j'écris

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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for(i=0;i<N;++i)
{
  pthread_create (&t[i], NULL, task[i], NULL);
  pthread_join (t[i], NULL);
}

pourquoi est-ce du séquentiel mais si j'écris

Code :

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for(i=0;i<N;++i)
  pthread_create (&t[i], NULL, task[i], NULL);
 
for(i=0;i<N;++i)
  pthread_join (t[i], NULL);

pourquoi est-ce du parallèle ?

J'espère avoir été assez explicite dans ma question.

**jowo** · 06/09/2006, 09h41

Bonjour,

Dans cette version,

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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for(i=0;i<N;++i)
{
  pthread_create (&t[i], NULL, task[i], NULL);
  pthread_join (t[i], NULL);
}

Tu crées un thread et tu attends qu'il finisse (fonctin thread_join )pour créer le suivant.

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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for(i=0;i<N;++i)
  pthread_create (&t[i], NULL, task[i], NULL);
 
for(i=0;i<N;++i)
  pthread_join (t[i], NULL);

Avec ce code, tu crées tous les treads puis ensuite tu attends qu'ils finissent.

**salseropom** · 06/09/2006, 09h47

Salut, merci de cette précision. Mais j'ai une autre question de fond : comment est-ce que le PC sait qu'il doit exécuter tous les threads en parallèle ? Est-ce dû au moment de la compilation ? avec l'option -lpthread ?
Merci.

**Jean-Marc.Bourguet** · 06/09/2006, 10h19

Envoyé par salseropom

Salut, merci de cette précision. Mais j'ai une autre question de fond : comment est-ce que le PC sait qu'il doit exécuter tous les threads en parallèle ? Est-ce dû au moment de la compilation ? avec l'option -lpthread ?
Merci.

pthread_create lui dit de faire en parralele la fonction que tu lui passes et la suite du programme.

pthread_join lui dit d'attendre que le thread que tu as crée soit terminé.

**salseropom** · 06/09/2006, 10h28

OK.
Merci à vous !

thread et temps de calculs

POSIX C

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