【VS2013】windows多线程编程_并行评测

以数值积分的方法计算Pi的值，采用Win32 API来实现程序的并行化。

步骤：

1、用Microsoft Visual Studio 2013创建控制台项目WinPi

2、创建WinPi.cpp

将代码加入到程序中合适的位置，输出计算时间。

3、 编译执行， Pi的值为: 3.141592654

The time ofcalculationwas 1.062000(calc 12345678times)seconds

4 、将WinPi.cpp程序修改为WindowsThreads并行程序。

（1） 分析代码中的并行域是： x = (i + 0.5)*step;

sum += 4.0 / (1.0 + x*x);

（2）定义线程执行的函数。

函数原型为DWORDWINAPI 函数名(LPVOIDp); 见源代码

（3）提取并行域代码，作为（2）中定义的函数的函数体

（4）生成多个线程调用（3）中的函数

（5）解决线程间的同步和互斥。



5 、采用临界区的方法进行必要的互斥。

要多线程实现的话，我们主要是把for循环的计算过程分到几个线程中去，由于每次计算我们都要更新sum的值，就有可能发生一个线程已经更新了sum的值，而另一个线程读到的还是旧的sum值，所以在这里我们使用临界区，把sum放到临界区中，这样一次只能有一个线程访问和修改sum的值。



【临界区主要代码】

CRITICAL_SECTIONg_cs;
InitializeCriticalSection(&g_cs);
EnterCriticalSection(&g_cs);
临界区计算
LeaveCriticalSection(&g_cs);
DeleteCriticalSection(&g_cs);


6、编译执行，Pi的值为： 3.141592654

The time ofcalculationwas 1.375 seconds



7、不同线程数，相同计算量，计算时间对比分析。

线程数	时间	线程数	时间
1	1.343	8	1.296
2	1.328	9	1.312
3	1.343	10	1.328
4	1.375	12	1.344
5	1.328	15	1.359
6	1.313	20	1.312
7	1.328	25	1.343
30	1.328

8、线程数相同，计算量不同，计算时间对比分析。（调整num_step可调整计算量）

计算量	时间
1500000	0
15000000	0.125
1.50E+09	1.312
15000000000	13.196

// WinPi.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//
#include "stdafx.h"
#include <Windows.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>

int i = 0;
double step, pi;
clock_t start, stop, allstart, allstop;
double x, sum = 0.0;
const int numThreads = 5;//5-threads calc
static long num_steps = 1500000000;
CRITICAL_SECTION g_cs;

DWORD WINAPI calc(LPVOID p)
{
	int cnt = 0;
	printf("Now a new Thread is calc-ing\n");
	start = clock();
	EnterCriticalSection(&g_cs);
	for (; cnt<num_steps / numThreads; cnt++, i++)
	{
		x = (i + 0.5)*step;
		sum += 4.0 / (1.0 + x*x);
	}
	LeaveCriticalSection(&g_cs);
	stop = clock();
	printf("the time of calc was %f s\n", ((double)(stop - start) / 1000.0));
	return 0;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	HANDLE hThread[numThreads];
	int tNum[50];
	step = 1.0 / (double)num_steps;
	allstart = clock();
	InitializeCriticalSection(&g_cs);
	for (i = 0; i < numThreads; i++)
	{
		tNum[i] = i;
		hThread[i] = CreateThread(NULL, 0, calc, (LPVOID)&tNum[i], 0, NULL);
	}
	WaitForMultipleObjects(numThreads, hThread, TRUE, INFINITE);

	allstop = clock();
	printf("Now step=%f ,sum=%f \n", step, sum);
	pi = step*sum;
	printf("Pi=%12.9f\n", pi);
	printf("the time of total was %f s\n", ((double)(allstop - allstart) / 1000.0));
	DeleteCriticalSection(&g_cs);
	system("pause");
	return 0;
}