在 C 中运行并发进程并测量运行时间

Question

我正在用 C 创建一个程序，从文件中加载一个矩阵，将其分为 N 个段以提供给 N 个进程。

每个进程都应该计算矩阵该段中的每个 0 元素。

我应该测量完成整个程序所需的时间。因此，理论上，如果我添加更多进程，则花费的时间应该更少，呈反比意义。

为此，我测量了每个进程的时间，如下所示：

for (int i = 0; i < num_processes; ++i)
  {
    pid_t pid = fork();

    if (pid == -1)
    {
      perror("Fork failed");
      exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (pid == 0)
    {
      // Child process

      // Calculate the start and end rows for this process
      int start_row = i * segment_rows + (i < remaining_rows ? i : remaining_rows);
      int end_row = start_row + segment_rows + (i < remaining_rows ? 1 : 0);

      // Perform counting in the segment
      start = clock();
      long count = countZeros(matrix + start_row * columns, end_row - start_row, columns);
      end = clock();

      // Print the count and time taken by this process
      printf("Process %d Count: %ld Time: %f seconds\n", i, count, ((double)(end - start)) / CLOCKS_PER_SEC);

      exit(EXIT_SUCCESS);
    }
  }

例如，当我使用 1000 x 2000 矩阵运行它时，如果我继续添加进程，每个进程的时间确实会减少（我设置的限制是可用的 CPU 核心数量）。

问题是，当我这样测量整个程序时间时：

// Wait for all child processes to finish
  start = clock();
  for (int i = 0; i < num_processes; ++i)
  {
    wait(NULL);
  }
  end = clock();
// Print the total time taken by all processes
  printf("Total time: %f seconds\n", ((double)(end - start)) / CLOCKS_PER_SEC);

现在的时间不仅增加了，甚至与所有进程的时间没有关系。

那么最后的问题是，是否应该用其他方式来衡量总体时间，或者这个问题与程序中所做的并发管理有关？

以下是一些显示所描述问题的屏幕截图：

这是包含完整代码的存储库：https://github.com/NicolasMonta1807/matrix-concurrency

如果您对更多感兴趣，这应该应用于此处构建的稀疏矩阵验证器：https://github.com/NicolasMonta1807/sparse-matrix-validator。总的来说，它可以正常工作并且完成其工作，但唯一的问题是这篇文章中所述。

Answer 1

所以，最后还是用

clock()

来衡量。我用

clock_gettime()

替换了它，正如 Weather Vane 在他们的评论中建议的那样，它正在按预期工作。

/**
     * ---------- TIMER ----------
     */
    struct timespec begin, end;
    clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &begin);

    int total = 0;

    for (int i = 0; i < num_processes; ++i)
    {
      wait(NULL);
    }

    clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &end);
    double time_spent = (end.tv_sec - begin.tv_sec) +
                        (end.tv_nsec - begin.tv_nsec) / BILLION;
    printf("Terminado en %f\n", total, time_spent);

我真的很感谢你的帮助。