與單進程場景​​相比，在多進程場景中意外降低訪問時間

Question

我正在從program1訪問共享庫（共享數組數據結構），並查找訪問時間以讀取該陣列的所有元素。我只有17000個刻度，而只有Program1單獨執行。

現在，當我在另一個選項卡中先執行program2（具有空的while循環來終止它）時，然後運行program1並測量訪問時間以讀取該數組的所有元素。 令我驚訝的是，與以前只有Program1執行的場景相比，我獲得了8000ticks。

看起來像只有program1正在執行，與有2個程序時相比，讀取數組需要更多時間，program1執行與上一個相同的任務，而program2通過while循環保持CPU繁忙。期望的是存在program1時訪問時間更長，而實際結果則相反。

爲什麼會發生這種情況？

下面是共享庫

#include <stdio.h> 
static const int DATA[1024]={1 ,2 ,3,.....1024]; 
inline void foo(void) 
{ 
    int j, k=0,count=0; 

    for(j=0;j<1024;j++) 
     { 
     k=DATA[j]; 
     } 

    k+=0;  
} 

PROGRAM1

int main(void) 
    {  
    foo(); 

    start=timer(); 
    foo(); 
    end=timer(); 
    printf("Time1=%llu\n",end-start);  

    start=timer(); 
    foo(); 
    end=timer(); 
    printf("Time2=%llu\n",end-start);  


    start=timer(); 
    foo(); 
    end=timer(); 
    printf("Time3=%llu\n",end-start); 
    sleep(1); 

    start=timer(); 
    foo(); 
    end=timer(); 
    printf("after sleep(1)\n"); 
    printf("Time4=%llu\n",end-start);  

    start=timer(); 
    foo(); 
    end=timer(); 
    printf("Time5=%llu\n",end-start);  

    sleep(2); 
    start=timer(); 
    foo(); 
    end=timer(); 
    printf("after sleep(2)\n"); 
    printf("Time6=%llu\n",end-start);  

    return 0; 
    } 

程序2

int main(void) 
    { 
    while(1) 
     {}   
    return 0; 
    } 

CASE1（僅PROGRAM1運行）

輸出

Time1=17918 
Time2=17672 
Time3=17816 

after sleep(1) 
**Time4= 20716 ** // Is it due to wake up from sleep mode ? 
Time5=17722 

after sleep(2) 
**Time6=20910** // Is it due to wake up from sleep mode ? 

CASE1（Program2中運行，然後再PROGRAM1開始運行）

輸出

Time1 =7483 
Time2=7205 
Time3=7399 

after sleep(1) 
**Time4= 8734 ** // Is it due to wake up from sleep mode ? 
Time5=7326 

after sleep(2) 
**Time6=9070** // Is it due to wake up from sleep mode ? 

按我理解而使用CPU僅通過program1讀取數組所需的時間必須少於Program1和Program2使用CPU時的時間。

我在哪裏犯錯誤？我有i7機器，只有一個內核，超線程被禁用，禁用ASLR。

編輯1：

按Mysticial的建議下，我的CPU進入省電模式，而只有程序1是存在的，那麼CPU進入省電模式，然後從省電模式下喚醒它需要更長的訪問時間。所以他的建議是多次訪問DATA數組。

這是我修改的共享庫。 Program1和Program2沒有改變。

#include <stdio.h> 
static const int DATA[1024]={1 ,2 ,3,.....1024]; 
inline void foo(void) 
{ 
    int j, k=0,count=0; 
    while(count++<10000) 
    { 
    for(j=0;j<1024;j++) 
     { 
     k=DATA[j]; 
     } 
    } 
    k+=0;  
} 

現在的輸出是如下

CASE1（僅PROGRAM1運行）

輸出

Time1=75186246 
Time2=77570299 
Time3=80548529 

after sleep(1) 
**Time4= 92608363 ** // Is it due to wake up from sleep mode ? 
Time5=75616487 

after sleep(2) 
**Time6=97021338** // Is it due to wake up from sleep mode ? 

CASE1（Program2中運行，然後再PROGRAM1開始正在競選）

輸出

Time1 =139337099 
Time2=155801957 
Time3=146586856 

after sleep(1) 
**Time4= 130558062 ** // Why lower access time after sleep mode ? 
Time5=145250551 // Time5 is expected lower than Time4 as other run . Why lower here ? 

after sleep(2) 
**Time6=130940183** // Again Why lower access time after sleep mode ? 

這裏是我的關於修改共享庫

1. 新問題，當沒有程序2，然後睡眠訪問時間後（與先前的訪問時間（t3/t5，在進入睡眠之前）相比較，更高的更高的。我能說，這是由於Mysticial解釋，從睡眠狀態喚醒CPU嗎？

2. 現在，程序2在另一個選項卡運行時，睡眠訪問時間（T4/T6）之後是低相比於先前訪問時間（t3/T5，睡覺前）。我的q（1）和q（2）的原因是矛盾的。從睡眠中醒來後訪問時間縮短的原因是什麼（t4 < t3）？雖然我沒有多次訪問DATA數組（原始共享庫），但睡眠後的訪問時間更長。

3. 爲什麼t2<t1 and t3<t2因爲共享庫已經加載到內存和緩存中而始終保持爲真。這是由於頁面切換？

我在linux下使用gcc。任何幫助理解這一點將不勝感激。提前致謝。

Answer 1

這裏是我的答案投機，這似乎已經在評論中得到了證實：

在原來的基準，你只運行一個每個迭代。因此，基準測試的運行時間不足以「平均」所有隨機性。

當您自己運行program1時，需要將CPU從省電狀態喚醒。這需要時間並可能導致運行時間更長。

當您將兩個程序一起運行時（首先從program2開始），program2會提前使CPU退出節能狀態。所以，當你運行program1時，這個熱身罰沒有實現。

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一旦環基準需要更長的時間，這個熱身點球變得微不足道，你終於看到代碼的預期穩態性能。 （程序1本身速度更快）