Zitat von Sir Rufo:

Dann bin ich mal gespannt, wie du auf einem System mit CPU(kern) <<< Thread-Anzahl die "Gleichzeitigkeit" definierst.

Nenn es einfach "Nebenläufigkeit", dann dann bist du fein raus

Naja, es ist ein akademisches Beispiel und man wird vermutlich sehr schön sehen können, wie sich die Threads gegenseitig auf den Füßen herumstehen.

Zitat von Daniel:

Naja, es ist ein akademisches Beispiel und man wird vermutlich sehr schön sehen können, wie sich die Threads gegenseitig auf den Füßen herumstehen.

Nur bei einem Prozessor(kern)!

So, es ist vollbracht, nochmals besten Dank an alle für die Hilfe und Geduld!

Mein Sortieranimationsprogramm enthält nunmehr den zweiten parallelisierten Sortieralgorithmus, eben Mergesort. Der Unterschied in der Arbeitsweise zum einfachen Mergesort ist deutlich erkennbar - und genau darauf kam es mir an. Natürlich hätte ich auch mit einem Threadpool arbeiten können, doch das wäre viel komplizierter geworden, dem hätte ich mich nicht gewachsen gefühlt. Natürlich hätte ich auch nur mit 2 Threads arbeiten können, die je die beiden Teilmengen parallel mit dem klassischen Mergesort sortieren, und danach wird final verschmolzen, doch dann wäre die Multithreading-Arbeitsweise nicht so deutlich geworden, wenn, dann schon richtig.

Bitte auch auf mein letztes Edit dort achten.

Erstaunlicherweise läuft dieser Algorithmus bei mehr als 2 Prozessoren bzw. Prozessorkernen nicht nennenswert schneller, also scheint dann schon die Ausgabe "der Flaschenhals" zu sein.

Zitat von Delphi-Laie:

Erstaunlicherweise läuft dieser Algorithmus bei mehr als 2 Prozessoren bzw. Prozessorkernen nicht nennenswert schneller, also scheint dann schon die Ausgabe "der Flaschenhals" zu sein.

Wenn man es - wie Du in diesem Fall - darauf anlegt, möglichst viele Threads zu erzeugen, ist das in meinen Augen auch kein Wunder. Du stresst Dein Betriebssystem ganz erheblich, zwischen all den Threads umzuschalten. Bei dieser Anzahl an Threads dürfte der Verwaltungsaufwand höher sein als die produktive Arbeit, die von den Threads verrichtet wird.
Ich finde das Beispiel durchaus spannend - aber nicht, um die Performance eines Algorithmus zu ermitteln - diese Messung machst Du durch die große Anzahl an Threads zunichte.

Wenn eine Funktion mit 100%-CPU-Leistung der Kerne laufen soll, dann nimmt man eben nur so viele Threads, wie es (arbeitslose) Kerne gibt.
Bei mehr wird, in der Regel, der Verwaltungsaufwand immer mehr Rechenleistung auffressen, zzgl. der Synchronisation usw.

Wenn die Threads fast nichts zu rechnen haben, oder eben auch nacheinander ausgeführt werden können, dann wäre ein Thread-Pool oder Fiber eine Alternative, mit einer aktiven Threadanzahl entsprechend der Kerne.


Es sind sogar Leute auf die kranke Idee gekommen Dateioperationen in Threads laufen zu lassen (siehe Microsoft Suche), wo der Flaschenhalt der Datenträger ist, also 1 Thread pro Festplatte.
Dort merkt man das sogar noch krasser (bei mechanischen HDDs), daß sich mehrere Threads gegenseitig bremsen und es mit mehr Threads immer langsamer wird.
Theoretisch kann man es auch mit Threads machen, aber nur wenn im Thread auch noch was Anderes gemacht, welches die meiste Zeit beansprucht, wie z.B. eine Verarbeitung der Dateidaten.

Mit anderen Worten: Threads gibt es nicht umsonst.

Jedes Umschalten des Threads kostet Rechenzeit, weil innerhalb der CPU massenhaft Register ausgetauscht werden müssen (das sind BEI WEITEM nicht nur EAX, EBX und Konsorten !). So ein Umschalten, Kontextwechsel genannt, frißt so an die 1000-2000 Takte.

Bastelt man auf einem Quadcore nun 4 Threads, läuft auf jedem Core ein Thread. Die Anzahl der Kontextwechsel ist gleich null. Erstellt man 8 Threads, bürdet man jedem Kern 2000 Extra-Takte für einen Kontextwechsel auf. Und erstellt man 12000 Threads, dann eben 12000/4 = 3000 * 2000 = 6Mio. Takte NUR für Kontextwechsel.

Dir wird auffallen, das die verwaltung all dieser Threads und das Umschalten zwischen diesen irgendwann mehr Zeit verbraucht, als du durch die Threads einsparst. Als Faustregel kann man sagen: Jeder Thread > ANZ_CORES bringt nur noch 80% Gewinn.

Auf Singlecore-Maschinen also:

- 1 Thread = 1
- 2 Thread = 1 + 0.8 = 1.8 (und nicht 2.0)
- 3 Thread = 1 + 0.8 + 0.64 = 2.44 (und nicht 3.0)

usw.

Zitat von Delphi-Laie:

Erstaunlicherweise läuft dieser Algorithmus bei mehr als 2 Prozessoren bzw. Prozessorkernen nicht nennenswert schneller, also scheint dann schon die Ausgabe "der Flaschenhals" zu sein.

Das ist genau das, was dir Leute versucht haben, mitzuteilen: Ab einem gewissen Punkt bringen mehr Threads nix mehr. Das hat höchstwahrscheinlich nix mit "Ausgabe" zu tun. Das kannst du auch gut nachprüfen: Schalt einfach temporär die Ausgabe aus.
Falls du ein bisschen was über Parallelisierung lernen willst: Füg einen Parameter ein mit dem du steuern kannst, wieviele Threads die Sortierung bearbeiten, und beobachte die Auswirkungen

Leute, noch einmal: Ich wollte nicht zeigen, daß sich der Algorithmus durch Multithreadverwendung beschleunigen läßt - ein solches Ziel wäre hiermit auch widerlegt, wenn auch nicht grundsätzlich, sondern nur eben auf meinem Wege - sondern, daß er sich parallelisieren läßt, und das sogar ganz massiv. Und das bezeichne ich als gelungen.

Die Geschwindigkeitsmessung ist ohnehin ohne allzugroße Aussgakraft, ich implementierte sie auf Wunsch eines einzelnen und weil der Aufwand dafür überschaubar war.

Im "nackten" Windows, also dem frischen Installationszustand ohne zusätzlich gestartete Anwendungsprogramme, sind bereits hunderte Threads gestartet. Wieviele sind davon mehr oder weniger, d.h., wenigstens sporadisch aktiv? Vermutlich eine ganze Menge. Auch, wenn es nur ein winziger Teil der Gesamtanzahl ist, so sind es doch mit Sicherheit deutlich mehr als die Anzahl der Prozessoren / Prozessorkerne. Also gehört das ständige Umschalten zwischen einzelnen Threads auch ohne meinen "Quälalgorithmus" zu einer häufigen Aufgabe des Betriebsprogrammes.

Schon beim parallelen Quicksort versuchte ich, die Anzahl der Threads zu begrenzen, was mir aber nicht gelang. Vielleicht wage ich mich noch einmal daran, auch beim hier thematisierten Mergesort.

Ich habe jetzt nicht alles gelesen, aber diese Info habe ich vermisst:

64‑bit versions of WINDOWS can support up to 256 processor cores.


Es macht also nicht viel Sinn, mehr Threads zu starten, als VIRTUELLE CORES (Beispiel: i7-3610: Anzahl der Kerne: 4, Anzahl der Threads: 8) vorhanden sind.

Zitat von hathor:

Ich habe jetzt nicht alles gelesen, aber diese Info habe ich vermisst:

64‑bit versions of WINDOWS can support up to 256 processor cores.


Es macht also nicht viel Sinn, mehr Threads zu starten, als VIRTUELLE CORES (Beispiel: i7-3610: Anzahl der Kerne: 4, Anzahl der Threads: 8) vorhanden sind.

Ähm, nicht ganz: Es macht nicht viel Sinn mehr Threads mit Last zu starten als Cores vorhanden sind. Wartende Threads kannst du nach Belieben (bis der Speicher kneift) erstellen, die werden den Rechner nicht stressen.