Giải Thuật Tính Xấp Xỉ Số PI Sử Dụng Thư Viện PThread Trong C Linux

Em sử dụng giải thuật Monte Carlo để tính số pi. Em làm theo 2 cách : đơn luồng và đa luồng. (Em để code ở cuối bài post)

Code của em chạy đúng và trả về số Pi xấp xỉ 3,14.

Nhưng có một vấn đề là đoạn code đa luồng chạy rất chậm Cụ thể là với 100 000 000(1 trăm triệu) lần lặp thì

• Đơn luồng là 3s
• Đa luồng là 21s

Mọi người cho em hỏi là vì sao lại như vậy ạ ???

Hiện thực theo C (Đơn luồng)

#include <stdio.h> #include <stdint.h> #include <time.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #include <assert.h> //#define PI 3.1415926535897 void calPI(); uint64_t count = 0, range; // Shared data time_t start = 0, end = 0; // Time variables int main(int argc, char const *argv[]) { assert(argc == 2 && "TheNumberOfArgumentsIsWrong"); assert(atoll(argv[1]) > 0 && "Argument must be >= 0"); // Set test range range = atoll(argv[1]); //*---------------------------------------*// time(&start); // Start counting time calPI(); time(&end); // End counting time //*---------------------------------------*// double pi = 4.0*(double)count/(double)range; printf("%.1lf\n", pi); // Print PI Number double time = difftime(end, start); printf("%.1lf(s)\n", time); // Print time to excute return EXIT_SUCCESS; } void calPI() { // Initialize the pseudo number srand(time(NULL)); // Monte Carlo technique for(uint64_t i = 0; i < range; ++i) { // Create point double x = (double)rand()/(double)RAND_MAX; double y = (double)rand()/(double)RAND_MAX; // Calculator radius double r = sqrt(x*x + y*y); // Is it in a circle if(r <= 1) count = count + 1; } } /****************************************************************************** * * FILE: pi_serial.c * * DESCRIPTION: * * Calculates the value of pi using a parallel implementation using pthreads * * * * HOW TO COMPILE: * * gcc -lm pi_serial.c * * HOW TO RUN: * * ./a.out 100000000 * * * * AUTHOR: Đỗ Đăng Khôi * ******************************************************************************/

Hiện thực theo C (Đa luồng)

Em sử dụng thư viện pthread.h của C trong Linux

#include <stdio.h> #include <stdint.h> #include <time.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #include <pthread.h> #include <assert.h> #define NUM_THREAD 10 //#define PI 3.1415926535897 void* calPI(void *param); pthread_t thdIDs[NUM_THREAD] = {}; // Thread IDs uint64_t counts[NUM_THREAD] = {}; // Points in circle uint64_t count = 0, range; // Shared data time_t start = 0, end = 0; // Time variables int main(int argc, char const *argv[]) { assert(argc == 2 && "TheNumberOfArgumentsIsWrong"); assert(atoll(argv[1]) > 0 && "Argument must be >= 0"); // Set test range range = atoll(argv[1])/NUM_THREAD; //*---------------------------------------*// time(&start); // Start counting time for(int8_t i = 0; i < NUM_THREAD; ++i) pthread_create(&thdIDs[i], NULL, calPI, &counts[i]); for(int8_t i = 0; i < NUM_THREAD; ++i) { pthread_join(thdIDs[i], NULL); count += counts[i]; // The number of points in the circle } time(&end); // End counting time //*---------------------------------------*// double pi = 4.0*(double)count/(double)range/(double)NUM_THREAD; printf("%.1lf\n", pi); // Print PI Number double time = difftime(end, start); printf("%.1lf(s)\n", time); // Print time to excute pthread_exit(EXIT_SUCCESS); } void* calPI(void *arg) { // Initialize the pseudo number // srand(time(NULL)); // Monte Carlo technique uint64_t* pcount = (uint64_t*)arg; for(uint64_t i = 0; i < range; ++i) { // Create point double x = (double)rand()/(double)RAND_MAX; double y = (double)rand()/(double)RAND_MAX; // Calculator radius double r = sqrt(x*x + y*y); // Is it in a circle if(r <= 1) *pcount = *pcount + 1; } // End thread pthread_exit(EXIT_SUCCESS); } /****************************************************************************** * * FILE: pi_multi_thread.c * * DESCRIPTION: * * Calculates the value of pi using a parallel implementation using pthreads * * * * HOW TO COMPILE: * * gcc -lm -pthread pi_multi_thread.c * * HOW TO RUN: * * ./a.out 100000000 * * * * AUTHOR: Đỗ Đăng Khôi * ******************************************************************************/