Python多处理/线程比虚拟机上的单个处理花费更长的时间

Question

我正在使用位于我公司大型机中的虚拟机。

我分配了4个核心，所以我正在尝试并行处理我的Python代码。 我还不熟悉它，我遇到了意想不到的行为，即多处理/线程比单个处理需要更长的时间。 我不知道我做错了什么，或者问题来自我的虚拟机。

这是一个例子：

import multiprocessing as mg
import threading
import math
import random
import time

NUM = 4

def benchmark():
  for i in range(1000000):
    math.exp(random.random())

threads = []
random.seed()

print "Linear Processing:"
time0 = time.time()
for i in range(NUM):
  benchmark()
print time.time()-time0

print "Threading:"
for P in range(NUM):
  threads.append(threading.Thread(target=benchmark))
time0 = time.time()
for t in threads:
  t.start()
for t in threads:
  t.join()
print time.time()-time0

threads = []
print "Multiprocessing:"
for i in range(NUM):
  threads.append(mg.Process(target=benchmark))
time0 = time.time()
for t in threads:
  t.start()
for t in threads:
  t.join()
print time.time()-time0

结果是这样的：

Linear Processing:
1.125
Threading:
4.56699991226
Multiprocessing:
3.79200005531

线性处理在这里是最快的，这与我想要和期望的相反。 我不确定如何执行join语句，所以我也用这样的连接做了一个例子：

for t in threads:
  t.start()
  t.join()

现在这导致输出如下：

Linear Processing:
1.11500000954
Threading:
1.15300011635
Multiprocessing:
9.58800005913

现在线程几乎和单个处理一样快，而多处理甚至更慢。

在任务管理器中观察处理器负载时，即使在进行多处理时，四个虚拟内核的单个负载也不会超过30％，因此我怀疑这里存在配置问题。

我想知道我是否正确地进行基准测试，如果这种行为真的像我想的那样奇怪。

Answer 1

所以，首先，你没有做错任何事情，当我在我的Macbook Pro上运行你的例子时，使用cPython 2.7.12，我得到：

$ python test.py
Linear Processing:
0.733351945877
Threading:
1.20692706108
Multiprocessing:
0.256340026855

但是，当我改变时，差异变得更加明显：

for i in range(1000000):

至：

for i in range(100000000):

差异更明显：

Linear Processing:
77.5861060619
Threading:
153.572453976
Multiprocessing:
33.5992660522

现在为什么线程一直变慢？ 因为Global Interpreter Lock。 threading模块唯一有用的就是等待I / O. 您的multiprocessing示例是执行此操作的正确方法。

因此，在您的原始示例中， Linear Processing是最快的，我会将此归咎于启动流程的开销。 当您进行少量工作时，通常可能需要花费更多时间来启动4个进程并等待它们完成，而不是仅仅在一个进程中同步完成工作。 使用更大的工作量来更逼真地进行基准测试。