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多线程是个不靠谱的东西

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作者 正文
   发表时间:2008-05-06  
Trustno1 写道
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b = a + 2
c = b + 3.
d = a + 2 * b + c

这只不过是假象而已


(lambda x:x+3) (x+2)

Apply alpha[x/y]: lambda z . (lambda y . y+z)) (x + 2)
Apply beta: (lambda y . y + x + 2) 3
Apply beta: 3 + x + 2.

对于任何一个纯函数,都能表达为lambda式。对lambda 式可以使用树规约或者图规约.
前者是串行的而后者是天然并行的
比如说这是一个典型的bottom up树规约
((2 + 2) + (2 + 2)) + (3 + 3)
= ((2 + 2) + 4) + (3 + 3)
= (4 + 4) + (3 + 3)
= (4 + 4) + 6
= 8 + 6
= 14
或者构造一个的top down树规约
((2 + 2) + (2 + 2)) + (3 + 3)
= ((2 + 2) + (2 + 2)) + (6)
= ((2 + 2) + 4) + 6
= (4 + 4) + 6
= 8 + 6
= 14
这两种规约都是一颗树
           +
       +      +
    +     +  3 3
 2   2  2  2




不同意。
FP 用了 lazy eval 之后就可以把整个计算过程视为规约一个构造出来的树或者图。究竟是树还是图,取决于是否共享某个子表达式。我不明白你为什么说树规约就是串行的,图规约就是并行的。如果有无副作用的保证,那么无论树还是图规约,都可以把这些工作分散到若干不同处理核心上去。
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   发表时间:2008-05-06  
ray_linn 写道
这几天搞Parllel,才发现多线程远比想像中的困难,而不只是资源的冲突和锁定那么简单。利用多线程,首要目标是让任务并行,让数据的处理更有效率。但是,问题是什么样子的数据该并行处理??

首先我排除了大部分的文件读写操作,顺序读取会导致文件指针的移动,这显然会导致不确定数据结果,特别是要把数据填充到一系列结构(Struct)中去的时候,多线程产生了一堆错误的结果。

其次内存中数据操作似乎也不好确定是否该用多线程,线程的生产、切换、消费都要消耗时间,在single core的机器上,多线程只会更没效率而不是更有效率。对于multi core的机器呢。。。情况似乎变得复杂,线程时间片和操作时间片的长度似乎是一个很关键的因素。对于“短”操作来说,花在线程消费上的开销,远远大于起并行带来的时间减少,因此,多线程只会更慢,而不是更快。但难点是,如何找到一个临界点,以作为是否引入多线程操作的阀值? 线程消费的开销,可能随着机器的情况而变化,包括CPU的usage,CPU的核心数目。。。。


我翻了MC#(multi core C#),PLinq,Parallel C#,谁也没告诉我答案,我们不缺工具,但缺best practise


我的观点,这个是并行计算大潮最本质的问题。

我们花了 N 多资源来研究和制造多核 CPU,我们花了 N 多资源来研究并行计算的各种技术,然后却发现找不到合适的靶子 —— 究竟哪些问题是需要而且能够用并行计算来提升性能的?大多数应用,性能瓶颈不在计算能力上;瓶颈在计算能力上的应用,多数位于专业领域,怎么分解怎么并行,早研究透了,成熟的解决方案一堆一堆。于是手里拿着 PFor,却是把剑四顾心茫然。

嗯嗯,我预言,为“不得不购买多核 CPU”的主流市场找到新的应用,会是并行和多核领域后面几年的焦点。能找到的人,就成功了。
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   发表时间:2008-05-06  
Elminster 写道

我们花了 N 多资源来研究和制造多核 CPU,我们花了 N 多资源来研究并行计算的各种技术,然后却发现找不到合适的靶子 —— 究竟哪些问题是需要而且能够用并行计算来提升性能的?大多数应用,性能瓶颈不在计算能力上;瓶颈在计算能力上的应用,多数位于专业领域,怎么分解怎么并行,早研究透了,成熟的解决方案一堆一堆。于是手里拿着 PFor,却是把剑四顾心茫然。

嗯嗯,我预言,为“不得不购买多核 CPU”的主流市场找到新的应用,会是并行和多核领域后面几年的焦点。能找到的人,就成功了。


Elminster 写道

怎么分解怎么并行,早研究透了,成熟的解决方案一堆一堆。


都有哪些方案?
基础原理是"纯函数 + 副作用隔离屏蔽"吗?

Elminster 写道

究竟哪些问题是需要而且能够用并行计算来提升性能的?


我的理解是,
应用领域中,纯函数能够描述的问题是小部分,大部分都是在处理副作用.
而只有纯函数才能够多核并行.
因此,并行计算在应用领域中,难以找到用武之地.
是这样吗?

其实, 静态页面 HTTP Server就是一个很典型的纯函数并行应用领域.不涉及到任何副作用.
不知道有没有这方面的产品?
可以添加修改数据的动态HTTP Server一定会涉及到副作用,但是大部分应该还是纯函数.

游戏中,并行计算有没有用武之地? 比如,大型动画图像的动态计算渲染显式.
这些只需要按照空间分块,就可以多核并行计算(分任务,分函数都行)吧?

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   发表时间:2008-05-06  
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瓶颈在计算能力上的应用,多数位于专业领域,怎么分解怎么并行,早研究透了,成熟的解决方案一堆一堆。于是手里拿着 PFor,却是把剑四顾心茫然。

嗯嗯,我预言,为“不得不购买多核 CPU”的主流市场找到新的应用,会是并行和多核领域后面几年的焦点。能找到的人,就成功了。

关键的问题是要便宜,首先应用硬件要便宜,这方面现在的确便宜了,几年前搞并发/并行的那几个人难道还不是窝在通信/服务器那陀人?为啥亚,买个双CPU主板是要银子地.
其次是写程序要便宜,这东西现在来看其实还不便宜,别的不说瞧瞧从通信出生的那陀人吧,开发的时候还不是抡着lock,event_driven大榔头赤膊上阵,程序出错的时候,那个不是撩起袖子倒腾几百兆的log查bug?
只有等写程序真正便宜了,才会有新的应用。就像VB/Delphi之前的时代,有人会用WINSDK写仓库管理系统吗?
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   发表时间:2008-05-06  
仔细想了一下,发现用到多线程的地方都是因为IO阻塞。再想一下,发现目前还没做过对计算要求很高的东西
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   发表时间:2008-05-06  
buaawhl 写道
都有哪些方案?
基础原理是"纯函数 + 副作用隔离屏蔽"吗?


和你想像的有点不一样。就我所知,瓶颈在 CPU 计算能力上的应用,多数都是专业性很强的玩意,比方说生物数据序列比对啦、稀疏矩阵元算求解偏微分方程的数值解啦,这样的东西。这里基本上是针对特定问题设计特定算法,而且基本上对于如何分解问题用大规模并行来加速计算都已经研究得很透彻了,从理论到实践都成熟得一塌糊涂。

buaawhl 写道
我的理解是,
应用领域中,纯函数能够描述的问题是小部分,大部分都是在处理副作用.
而只有纯函数才能够多核并行.
因此,并行计算在应用领域中,难以找到用武之地.
是这样吗?

其实, 静态页面 HTTP Server就是一个很典型的纯函数并行应用领域.不涉及到任何副作用.
不知道有没有这方面的产品?
可以添加修改数据的动态HTTP Server一定会涉及到副作用,但是大部分应该还是纯函数.

游戏中,并行计算有没有用武之地? 比如,大型动画图像的动态计算渲染显式.
这些只需要按照空间分块,就可以多核并行计算(分任务,分函数都行)吧?


我觉得更准确的说法是传统的企业应用性能瓶颈从来都不是 CPU 的计算能力,这和能不能用纯函数式来描述关系并不大。照 T1 的说法,我们过去做的都是“并发”(下面 qiezi 的回帖可以做个例证),高负载服务器研究的是如何能够同时处理更多的请求,琢磨的是如何尽可能地重叠 IO 同时尽可能减少上下文切换。这个方向也已经很成熟了,有效的解决方案一把一把。

游戏倒的确是一个很典型的需要并行计算能力的领域,不过很大一部分计算量是显卡承担的。
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   发表时间:2008-05-06  
Trustno1 写道
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瓶颈在计算能力上的应用,多数位于专业领域,怎么分解怎么并行,早研究透了,成熟的解决方案一堆一堆。于是手里拿着 PFor,却是把剑四顾心茫然。

嗯嗯,我预言,为“不得不购买多核 CPU”的主流市场找到新的应用,会是并行和多核领域后面几年的焦点。能找到的人,就成功了。

关键的问题是要便宜,首先应用硬件要便宜,这方面现在的确便宜了,几年前搞并发/并行的那几个人难道还不是窝在通信/服务器那陀人?为啥亚,买个双CPU主板是要银子地.
其次是写程序要便宜,这东西现在来看其实还不便宜,别的不说瞧瞧从通信出生的那陀人吧,开发的时候还不是抡着lock,event_driven大榔头赤膊上阵,程序出错的时候,那个不是撩起袖子倒腾几百兆的log查bug?
只有等写程序真正便宜了,才会有新的应用。就像VB/Delphi之前的时代,有人会用WINSDK写仓库管理系统吗?


这话有几分道理。多核铺开了普及了,并行程序容易写了,才会有人琢磨怎么利用这些能力搞些新花样。这也从另一个角度支持了我的观点:现在谁能够找出合适多核的新应用,谁就能大获成功。
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   发表时间:2008-05-06  
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游戏倒的确是一个很典型的需要并行计算能力的领域,不过很大一部分计算量是显卡承担的。

还记得MPEG解压卡,和SB32的时代么?
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   发表时间:2008-05-07  
Trustno1 写道
引用
游戏倒的确是一个很典型的需要并行计算能力的领域,不过很大一部分计算量是显卡承担的。

还记得MPEG解压卡,和SB32的时代么?


记得啊,我还知道 intel 有个计划用数十核的 CPU 来把这部分计算量重新纳入 CPU。不过这次世道可能不一样了:

1. 上次我们还没碰到半导体技术的物理瓶颈。
2. 3D 游戏需要的计算量比那两个大若干数量级。
3. 现在来看,CPU 要想接管显卡的工作,唯一的办法是自己加上几十个专用的运算核心,这个其实等价于把显卡做进 CPU 去,我不看好这种做法的性价比。换句话说,成本上未必有优势。
4. 不是每个人都喜欢玩 3D 游戏的,很多人不会愿意为这个能力买单。所以这方面的能力做成一个“选配件”要比集成进 CPU 更讨人喜欢。
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   发表时间:2008-05-07  
Elminster 写道
Trustno1 写道
引用
游戏倒的确是一个很典型的需要并行计算能力的领域,不过很大一部分计算量是显卡承担的。

还记得MPEG解压卡,和SB32的时代么?


记得啊,我还知道 intel 有个计划用数十核的 CPU 来把这部分计算量重新纳入 CPU。不过这次世道可能不一样了:

1. 上次我们还没碰到半导体技术的物理瓶颈。
2. 3D 游戏需要的计算量比那两个大若干数量级。
3. 现在来看,CPU 要想接管显卡的工作,唯一的办法是自己加上几十个专用的运算核心,这个其实等价于把显卡做进 CPU 去,我不看好这种做法的性价比。换句话说,成本上未必有优势。
4. 不是每个人都喜欢玩 3D 游戏的,很多人不会愿意为这个能力买单。所以这方面的能力做成一个“选配件”要比集成进 CPU 更讨人喜欢。

恩,现在倒是有N多人反过来研究如何利用GPU的闲置资源做运算.
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