多线程中任务让谁处理比较高效（Qt为例）
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# 一、前言
命名这个博客的名称也让我费了点时间，因为之前我在网上找过相关资料，但并没有这方面的资料和讨论，也可能是我太钻牛角尖非要搞个清楚。之前我做IOCP库的时候，想把这个高并发网络库做的更精益求精，用了很多晦涩的逻辑和技术来实现无锁化，但这只是建立在我一直认为发送事件的效率比锁的速度要快，今天终于有时间来验证一下这个想法，但结果却让我大跌眼镜。当然也有可能是我的思路或者方法有问题，希望有大神了解这方面的可以指点指教。
# 二、验证目的
因为IOCP的实现中，会开多个工作线程来接受数据和处理任务，也会遇到处理临界区资源的情况，我的无锁化实现实质就是将这些数据都Post给主线程，让主线程来处理所有的任务，这样的好处就是让工作线程尽快回到队列中取数据，且主线程处理任务就不用加锁，运行效率会更高（我自认为的）。现在为了验证到底是工作线程加锁来处理任务、还是工作线程将任务Post给主线程的效率高。
# 三、验证流程
为了简化程序，我只用了一个工作线程和主线程来完成验证，任务很简单，就是给一个全局变量加1，直到给定的一个最大值。
## 1、工作线程直接无锁处理
这个是最快速的，让我们先看看最快的速度是多少。
相关代码：
```cpp
#define COUNT 5000000
void run()
{
while(count <= COUNT)
{
count++;
}
qApp->exit();
}
```
测试结果为**15ms**左右。
## 2、工作线程加锁处理
假设变量count是个临界区，对它修改时要加锁。
相关代码：
```cpp
#define COUNT 5000000
void run()
{
while(1)
{
mutex.lock();
if(count <= COUNT)
{
count++;
mutex.unlock();
}
else
{
mutex.unlock();
break;
}
//sleep(0);
}
//qDebug() << "3:" << Worker::time.elapsed();
qApp->exit();
}
```
测试结果为**100ms**左右。
## 3、使用信号槽发送任务
开始我认为效率最高的处理办法吧。
相关代码：
```cpp
signals:
void s_opt();
//。。。
connect(this, SIGNAL(s_opt()), this, SLOT(opt()), Qt::AutoConnection);
//。。。
Q_INVOKABLE void opt() {
count++;
}
//。。。
void run()
{
for(int i = 0; i <= COUNT; i++)
{
emit s_opt();
}
QMetaObject::invokeMethod(qApp, "quit", Qt::AutoConnection);
}
```
满怀信心的点了运行，然后闷逼的等了一会，给我显示个出来：**7709ms**。
思来想去，是不是我点运行的姿势不对？多点了几次，也就这个值左右。
我感觉不可思议，但也不死心，把代码改了一下：
```cpp
void run()
{
for(int i = 0; i <= COUNT; i++)
{
QMetaObject::invokeMethod(pobj, "opt", Qt::AutoConnection);
}
QMetaObject::invokeMethod(qApp, "quit", Qt::AutoConnection);
}
```
但还是试试吧。点了运行后，结果果然差不多。
还不死心，继续改了一下，将AutoConnection改为QueuedConnection，继续测试！
没想到结果是：**29070ms**！
我有点蒙逼了，两个问题：1是用信号槽或invokeMethod不至于慢上几十倍吧？2是AutoConnection在跨线程不是默认QueuedConnection吗？
## 4、使用postEvent
思来想去，再试试发送事件的办法吧，毕竟信号槽在跨线程的实现上也是基于这个的。
相关代码：
```cpp
void run()
{
for(int i = 0; i <= COUNT; i++)
{
CustomEvent *customEvent = new CustomEvent;
QCoreApplication::postEvent(this, customEvent);
}
QMetaObject::invokeMethod(qApp, "quit", Qt::AutoConnection);
}
bool event(QEvent *event)
{
if (event->type() == CustomEvent::eventType())
{
count++;
return true;
}
return Worker::event(event);
}
```
小心翼翼的按下运行，结果显示为：**29002ms**。
果然问题在这里，难道是堆上建立Event对象耗费时间吗？那把代码稍微再改改：
```cpp
void run()
{
for(int i = 0; i <= COUNT / 1000; i++)
{
CustomEvent *customEvent = new CustomEvent;
for(int j = 0; j < 1000; j++)
{
QCoreApplication::postEvent(this, customEvent + j);
}
}
QMetaObject::invokeMethod(qApp, "quit", Qt::AutoConnection);
}
```
一次申请1000个Event对象，速度应该会提高些吧？
生气的按下运行，程序直接奔溃。找了半天也不知什么原因。。
# 四、结论
这个结论让我吃惊不小，没想到用锁都比事件传递的效率快，但无需质疑的一点是，因为IOCP建议工作线程要尽快回到系统循环中，所以如果遇到IO或高密集计算，还是得让其他线程来处理。
至于为什么发送事件会如此耗时，个人认为除了新建、删除事件对象会耗时外，postEvent函数是由于线程安全的，所以本身应该也有一些耗时处理，加上唤醒主线程这些额外的损耗，综合这些原因才导致慢了这么多。
这里没有讨论的一种是原子操作，但理论上应该是比第一种（线程直接操作）慢一点，比第二种（加锁）快。这里就不做讨论了。
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