提问人：Kevin Stefanov 提问时间：9/1/2023 最后编辑：Kevin Stefanov 更新时间：9/1/2023 访问量：82
（GNU+Linux操作系统）多个线程同时调用 malloc（）
(GNU+Linux) Multiple threads calling malloc() at the same time
问：
我在网上读到，大多数现代 UNIX 系统默认都带有线程安全的 malloc（）。我知道这仅仅意味着一个线程可以安全地调用 malloc（），而另一个线程已经在 malloc（） 调用本身的中间。
我正在使用 pthreads 进行多线程处理。我有一个 12 核 CPU，每个内核有 2 个线程。所以总共有 24 个线程。另外，我正在使用 malloc 的 GNU C 库实现。
我的问题是关于在不锁定/等待/阻止的情况下同时执行它们。我在回答中读到，当多个线程同时调用它时，malloc（） “使用内部锁定机制”。
所以这是我的问题：
如果 8 个线程碰巧同时调用 malloc（），是否会有 8 个 malloc 调用并行发生，并且它们不会相互干扰？
或者，当一个线程调用 malloc（） 时，其他线程必须等待该线程的 malloc 调用完成，然后才能继续自己的 malloc 调用？
（我之所以问这个问题，是因为我刚刚对我的一个 C 程序进行了多线程处理，它确实广泛使用了 malloc（） 和 free（），并且加速与使用的线程不是线性的，即使从逻辑上讲它应该是线性的，因为没有一个线程依赖于任何全局的东西，所以不应该发生争用（无论如何在软件中）。我的方案很简单：每个线程调用一个函数，该函数在 1 个线程上大约需要 315 秒才能完成（无多线程），这会对我定义的函数进行数百万次其他调用。由于函数代码是只读的，因此加速并行运行此顶级函数的 X 线程应该没有问题，因为每个线程都使用自己的参数调用它，并且没有线程依赖于任何全局或共享的内容。当我使用 4 个线程时，由于某种原因，时间从 315 秒增加到 710 秒，当我使用 8 个线程时，时间增加到 1400 秒，即使每个线程都在执行与没有多线程的一个线程完全相同的工作，并且需要 315 秒才能完成。那么，这到底是怎么回事？？
答：
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John Bollinger
9/1/2023
#1
如果 8 个线程碰巧同时调用 malloc（），是否会有 8 个 malloc 调用并行发生，并且它们不会相互干扰？
除其他外，这取决于实施。用于通用操作系统的现代 C 标准库通常适用于同时进行多处理。malloc()
例如，Glibc 的 malloc 维护了多个内存领域，以便从中分配，以避免单个调用迫使所有其他调用阻塞，直到它完成。它自适应地管理这些，但默认情况下，允许的竞技场数量是系统中 CPU 数量的八倍。当然，这是每个过程。如果您在基于 Glibc 的系统上运行，那么，您的 8 个调用可能确实同时进行。没有任何干扰是一个非常高的标准，但我认为可以肯定地说，通常干扰很小。malloc()malloc
在其他系统上，答案可能有所不同。特别是，Windows 的分配器总体上性能不佳，尽管我不太清楚它在多线程应用程序中的处理情况。
然而，如果你的线程做了太多的动态内存管理，以至于你认为这可能是性能问题的根源，那么这可能太多了。即使这不是扩展线程数的特定问题，并且速度相对较慢，因此您应该尝试在性能很重要的情况下尽量减少它们的使用。mallocfree
上一个：添加/删除链表中的第一个元素
下一个：使用矩阵时的 Sprintf
评论
malloc会做一个内部版本，所以不用担心......仅供参考，将在后台调用这些内部/低级锁定函数。至于您的速度问题，您应该让主线程/主线程在第一个分配之前完成所有分配，并将它们放在每个线程的结构中（最后一个参数指向这一点）。我们真的需要看到你的代码。请编辑您的问题并发布您的代码。使用线程很容易进行更糟糕的问题分解。pthread_mutex_lock/pthread_mutex_unlockpthread_*pthread_createpthread_createmalloc/freemalloc