comment shit out in 2
This commit is contained in:
+76
-35
@@ -8,43 +8,47 @@
|
|||||||
#include <unistd.h>
|
#include <unistd.h>
|
||||||
#include <sstream>
|
#include <sstream>
|
||||||
|
|
||||||
constexpr int NIL = -1;
|
constexpr int NIL = -1; // Маркер конца списка (аналог nullptr для индексов)
|
||||||
|
|
||||||
|
// Структура узла списка, хранящегося в массиве
|
||||||
struct Node {
|
struct Node {
|
||||||
int value;
|
int value; // Значение элемента
|
||||||
int next;
|
int next; // Индекс следующего элемента в массиве pool
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
// Результат работы функции сортировки
|
||||||
struct SortResult {
|
struct SortResult {
|
||||||
int head;
|
int head; // Индекс головы отсортированного списка
|
||||||
long long comparisons;
|
long long comparisons; // Счетчик выполненных сравнений
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
// Аргументы для передачи в новый поток
|
||||||
struct Args {
|
struct Args {
|
||||||
Node* pool;
|
Node* pool; // Указатель на массив всех узлов
|
||||||
int head;
|
int head; // Голова подсписка для сортировки
|
||||||
int depth;
|
int depth; // Текущая глубина рекурсии
|
||||||
int size;
|
int size; // Количество элементов в подсписке
|
||||||
int threshold;
|
int threshold; // Порог, ниже которого новые потоки не создаются
|
||||||
SortResult* res_out;
|
SortResult* res_out; // Куда записать результат работы потока
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
int active_threads = 0;
|
// Глобальные переменные для управления потоками
|
||||||
int max_threads = 4;
|
int active_threads = 0; // Текущее количество работающих потоков
|
||||||
pthread_mutex_t counter_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
|
int max_threads = 4; // Максимально допустимое количество потоков
|
||||||
pthread_mutex_t log_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
|
pthread_mutex_t counter_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; // Мьютекс для счетчика потоков
|
||||||
bool enable_logging = false;
|
pthread_mutex_t log_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; // Мьютекс для синхронизации вывода
|
||||||
|
bool enable_logging = false; // Флаг включения логирования
|
||||||
|
|
||||||
// Высокоточное логирование для exporter.py
|
// Логирование событий для анализа производительности
|
||||||
void log_event(const std::string& type, int head, int depth) {
|
void log_event(const std::string& type, int head, int depth) {
|
||||||
if (!enable_logging) return;
|
if (!enable_logging) return;
|
||||||
pthread_mutex_lock(&log_mutex);
|
pthread_mutex_lock(&log_mutex); // Блокируем вывод, чтобы строки не перемешались
|
||||||
|
|
||||||
timeval tv{};
|
timeval tv{};
|
||||||
gettimeofday(&tv, nullptr);
|
gettimeofday(&tv, nullptr);
|
||||||
double current_time = tv.tv_sec + tv.tv_usec * 1e-6;
|
double current_time = tv.tv_sec + tv.tv_usec * 1e-6;
|
||||||
|
|
||||||
std::cout << type << " TID=" << pthread_self()
|
std::cout << type << " TID=" << pthread_self() // ID текущего потока
|
||||||
<< " depth=" << depth
|
<< " depth=" << depth
|
||||||
<< " range=[" << head << "," << head << "]"
|
<< " range=[" << head << "," << head << "]"
|
||||||
<< " time=" << std::fixed << std::setprecision(6) << current_time << std::endl;
|
<< " time=" << std::fixed << std::setprecision(6) << current_time << std::endl;
|
||||||
@@ -52,6 +56,7 @@ void log_event(const std::string& type, int head, int depth) {
|
|||||||
pthread_mutex_unlock(&log_mutex);
|
pthread_mutex_unlock(&log_mutex);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Разделение списка на две равные части (алгоритм "черепахи и зайца")
|
||||||
void split_list(Node* pool, int head, int& left, int& right) {
|
void split_list(Node* pool, int head, int& left, int& right) {
|
||||||
if (head == NIL || pool[head].next == NIL) {
|
if (head == NIL || pool[head].next == NIL) {
|
||||||
left = head; right = NIL; return;
|
left = head; right = NIL; return;
|
||||||
@@ -59,55 +64,75 @@ void split_list(Node* pool, int head, int& left, int& right) {
|
|||||||
int slow = head, fast = pool[head].next;
|
int slow = head, fast = pool[head].next;
|
||||||
while (fast != NIL) {
|
while (fast != NIL) {
|
||||||
fast = pool[fast].next;
|
fast = pool[fast].next;
|
||||||
if (fast != NIL) { slow = pool[slow].next; fast = pool[fast].next; }
|
if (fast != NIL) {
|
||||||
|
slow = pool[slow].next;
|
||||||
|
fast = pool[fast].next;
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
left = head;
|
left = head;
|
||||||
right = pool[slow].next;
|
right = pool[slow].next;
|
||||||
pool[slow].next = NIL;
|
pool[slow].next = NIL; // Разрываем список на две части
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Слияние двух отсортированных списков
|
||||||
SortResult merge_lists(Node* pool, int l, int r) {
|
SortResult merge_lists(Node* pool, int l, int r) {
|
||||||
long long comps = 0;
|
long long comps = 0;
|
||||||
if (l == NIL) return {r, 0};
|
if (l == NIL) return {r, 0};
|
||||||
if (r == NIL) return {l, 0};
|
if (r == NIL) return {l, 0};
|
||||||
|
|
||||||
int res_head = NIL, tail = NIL;
|
int res_head = NIL, tail = NIL;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Вспомогательная лямбда для добавления элемента в результирующий список
|
||||||
auto append = [&](int idx) {
|
auto append = [&](int idx) {
|
||||||
if (res_head == NIL) res_head = tail = idx;
|
if (res_head == NIL) res_head = tail = idx;
|
||||||
else { pool[tail].next = idx; tail = idx; }
|
else { pool[tail].next = idx; tail = idx; }
|
||||||
};
|
};
|
||||||
|
|
||||||
while (l != NIL && r != NIL) {
|
while (l != NIL && r != NIL) {
|
||||||
comps++;
|
comps++;
|
||||||
if (pool[l].value <= pool[r].value) { int n = pool[l].next; append(l); l = n; }
|
if (pool[l].value <= pool[r].value) {
|
||||||
else { int n = pool[r].next; append(r); r = n; }
|
int n = pool[l].next; append(l); l = n;
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
int n = pool[r].next; append(r); r = n;
|
||||||
|
}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
// Прикрепляем оставшиеся элементы
|
||||||
if (l != NIL) pool[tail].next = l;
|
if (l != NIL) pool[tail].next = l;
|
||||||
if (r != NIL) pool[tail].next = r;
|
if (r != NIL) pool[tail].next = r;
|
||||||
|
|
||||||
return {res_head, comps};
|
return {res_head, comps};
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Прототип функции для использования в thread_func
|
||||||
SortResult parallel_list_sort(Node* pool, int head, int depth, int size, int threshold);
|
SortResult parallel_list_sort(Node* pool, int head, int depth, int size, int threshold);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Функция-обертка для запуска в pthread
|
||||||
void* thread_func(void* arg) {
|
void* thread_func(void* arg) {
|
||||||
Args* a = (Args*)arg;
|
Args* a = (Args*)arg;
|
||||||
|
// Выполняем сортировку и записываем результат по указателю
|
||||||
*(a->res_out) = parallel_list_sort(a->pool, a->head, a->depth, a->size, a->threshold);
|
*(a->res_out) = parallel_list_sort(a->pool, a->head, a->depth, a->size, a->threshold);
|
||||||
return nullptr;
|
return nullptr;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Основная рекурсивная функция параллельной сортировки
|
||||||
SortResult parallel_list_sort(Node* pool, int head, int depth, int size, int threshold) {
|
SortResult parallel_list_sort(Node* pool, int head, int depth, int size, int threshold) {
|
||||||
log_event("START", head, depth);
|
log_event("START", head, depth);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Базовый случай рекурсии: список пуст или из одного элемента
|
||||||
if (head == NIL || pool[head].next == NIL) {
|
if (head == NIL || pool[head].next == NIL) {
|
||||||
log_event("END", head, depth);
|
log_event("END", head, depth);
|
||||||
return {head, 0};
|
return {head, 0};
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
int left_p, right_p;
|
int left_p, right_p;
|
||||||
split_list(pool, head, left_p, right_p);
|
split_list(pool, head, left_p, right_p); // Разбиваем список
|
||||||
int new_size = size / 2;
|
int new_size = size / 2;
|
||||||
|
|
||||||
pthread_t tid;
|
pthread_t tid;
|
||||||
bool spawned = false;
|
bool spawned = false; // Флаг: был ли создан новый поток
|
||||||
SortResult res_right = {NIL, 0};
|
SortResult res_right = {NIL, 0};
|
||||||
|
|
||||||
|
// Решаем, нужно ли создавать новый поток
|
||||||
if (size > threshold) {
|
if (size > threshold) {
|
||||||
pthread_mutex_lock(&counter_mutex);
|
pthread_mutex_lock(&counter_mutex);
|
||||||
if (active_threads < max_threads) {
|
if (active_threads < max_threads) {
|
||||||
@@ -118,20 +143,26 @@ SortResult parallel_list_sort(Node* pool, int head, int depth, int size, int thr
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
if (spawned) {
|
if (spawned) {
|
||||||
|
// Создаем поток для правой части
|
||||||
Args* args = new Args{pool, right_p, depth + 1, new_size, threshold, &res_right};
|
Args* args = new Args{pool, right_p, depth + 1, new_size, threshold, &res_right};
|
||||||
pthread_create(&tid, nullptr, thread_func, args);
|
pthread_create(&tid, nullptr, thread_func, args);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Левую часть сортируем в текущем потоке
|
||||||
SortResult res_left = parallel_list_sort(pool, left_p, depth + 1, new_size, threshold);
|
SortResult res_left = parallel_list_sort(pool, left_p, depth + 1, new_size, threshold);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Дожидаемся завершения правого потока
|
||||||
pthread_join(tid, nullptr);
|
pthread_join(tid, nullptr);
|
||||||
|
|
||||||
pthread_mutex_lock(&counter_mutex);
|
pthread_mutex_lock(&counter_mutex);
|
||||||
active_threads--;
|
active_threads--; // Освобождаем место для новых потоков
|
||||||
pthread_mutex_unlock(&counter_mutex);
|
pthread_mutex_unlock(&counter_mutex);
|
||||||
|
|
||||||
SortResult m = merge_lists(pool, res_left.head, res_right.head);
|
SortResult m = merge_lists(pool, res_left.head, res_right.head);
|
||||||
delete args;
|
delete args; // Очищаем память, выделенную под аргументы
|
||||||
log_event("END", m.head, depth);
|
log_event("END", m.head, depth);
|
||||||
return {m.head, res_left.comparisons + res_right.comparisons + m.comparisons};
|
return {m.head, res_left.comparisons + res_right.comparisons + m.comparisons};
|
||||||
} else {
|
} else {
|
||||||
|
// Последовательная сортировка обеих частей в текущем потоке
|
||||||
SortResult res_left = parallel_list_sort(pool, left_p, depth + 1, new_size, threshold);
|
SortResult res_left = parallel_list_sort(pool, left_p, depth + 1, new_size, threshold);
|
||||||
SortResult res_r_seq = parallel_list_sort(pool, right_p, depth + 1, new_size, threshold);
|
SortResult res_r_seq = parallel_list_sort(pool, right_p, depth + 1, new_size, threshold);
|
||||||
SortResult m = merge_lists(pool, res_left.head, res_r_seq.head);
|
SortResult m = merge_lists(pool, res_left.head, res_r_seq.head);
|
||||||
@@ -141,29 +172,39 @@ SortResult parallel_list_sort(Node* pool, int head, int depth, int size, int thr
|
|||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
int main(int argc, char* argv[]) {
|
int main(int argc, char* argv[]) {
|
||||||
int n = 100000;
|
int n = 100000; // Размер списка по умолчанию
|
||||||
int threshold = 5000;
|
int threshold = 5000; // Порог распараллеливания по умолчанию
|
||||||
|
|
||||||
|
// Считывание параметров из командной строки
|
||||||
if (argc >= 2) n = std::atoi(argv[1]);
|
if (argc >= 2) n = std::atoi(argv[1]);
|
||||||
if (argc >= 3) max_threads = std::atoi(argv[2]);
|
if (argc >= 3) max_threads = std::atoi(argv[2]);
|
||||||
if (argc >= 4) threshold = std::atoi(argv[3]);
|
if (argc >= 4) threshold = std::atoi(argv[3]);
|
||||||
|
|
||||||
// Включаем логи только для маленьких N
|
// Включаем подробные логи только для небольших задач, чтобы не спамить в консоль
|
||||||
if (n < 5000) enable_logging = true;
|
if (n < 5000) enable_logging = true;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Инициализация пула узлов
|
||||||
std::vector<Node> pool(n);
|
std::vector<Node> pool(n);
|
||||||
std::mt19937 rng(1337);
|
std::mt19937 rng(1337); // Фиксированный seed для воспроизводимости
|
||||||
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
||||||
pool[i].value = rng() % 100000;
|
pool[i].value = rng() % 100000;
|
||||||
pool[i].next = (i == n - 1) ? NIL : i + 1;
|
pool[i].next = (i == n - 1) ? NIL : i + 1;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
timeval t1, t2;
|
timeval t1, t2;
|
||||||
gettimeofday(&t1, nullptr);
|
gettimeofday(&t1, nullptr); // Замер времени начала
|
||||||
SortResult final_res = parallel_list_sort(pool.data(), 0, 0, n, threshold);
|
|
||||||
gettimeofday(&t2, nullptr);
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// Запуск основной функции сортировки
|
||||||
|
SortResult final_res = parallel_list_sort(pool.data(), 0, 0, n, threshold);
|
||||||
|
|
||||||
|
gettimeofday(&t2, nullptr); // Замер времени окончания
|
||||||
|
|
||||||
|
// Расчет и вывод статистики
|
||||||
double elapsed = (t2.tv_sec - t1.tv_sec) + (t2.tv_usec - t1.tv_usec) * 1e-6;
|
double elapsed = (t2.tv_sec - t1.tv_sec) + (t2.tv_usec - t1.tv_usec) * 1e-6;
|
||||||
std::cerr << "STAT: threads=" << max_threads << " size=" << n << " threshold=" << threshold << " time=" << elapsed << std::endl;
|
std::cerr << "STAT: threads=" << max_threads
|
||||||
|
<< " size=" << n
|
||||||
|
<< " threshold=" << threshold
|
||||||
|
<< " time=" << elapsed << " sec" << std::endl;
|
||||||
|
|
||||||
return 0;
|
return 0;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|||||||
Reference in New Issue
Block a user