libs/fiber/performance/fiber/skynet_stealing_join.cpp

   1
   2 //          Copyright Oliver Kowalke 2015.
   3 // Distributed under the Boost Software License, Version 1.0.
   4 //    (See accompanying file LICENSE_1_0.txt or copy at
   5 //          http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
   6
   7 // based on https://github.com/atemerev/skynet from Alexander Temerev
   8
   9 #include <algorithm>
  10 #include <cassert>
  11 #include <chrono>
  12 #include <condition_variable>
  13 #include <cstddef>
  14 #include <cstdint>
  15 #include <cstdlib>
  16 #include <queue>
  17 #include <iostream>
  18 #include <memory>
  19 #include <mutex>
  20 #include <numeric>
  21 #include <random>
  22 #include <sstream>
  23 #include <vector>
  24
  25 #include <boost/fiber/all.hpp>
  26
  27 #include "barrier.hpp"
  28 #include "bind/bind_processor.hpp"
  29
  30 using clock_type = std::chrono::steady_clock;
  31 using duration_type = clock_type::duration;
  32 using time_point_type = clock_type::time_point;
  33 using channel_type = boost::fibers::buffered_channel< std::uint64_t >;
  34 using allocator_type = boost::fibers::fixedsize_stack;
  35 using lock_type = std::unique_lock< std::mutex >;
  36
  37 static bool done = false;
  38 static std::mutex mtx{};
  39 static boost::fibers::condition_variable_any cnd{};
  40
  41 // microbenchmark
  42 void skynet( allocator_type & salloc, channel_type & c, std::size_t num, std::size_t size, std::size_t div) {
  43     if ( 1 == size) {
  44         c.push( num);
  45     } else {
  46         channel_type rc{ 16 };
  47         std::vector< boost::fibers::fiber > fibers;
  48         for ( std::size_t i = 0; i < div; ++i) {
  49             auto sub_num = num + i * size / div;
  50             fibers.push_back(
  51                 boost::fibers::fiber{ boost::fibers::launch::dispatch,
  52                                   std::allocator_arg, salloc,
  53                                   skynet,
  54                                   std::ref( salloc), std::ref( rc), sub_num, size / div, div });
  55         }
  56         std::uint64_t sum{ 0 };
  57         for ( std::size_t i = 0; i < div; ++i) {
  58             sum += rc.value_pop();
  59         }
  60         for ( auto & f: fibers) {
  61             f.join();
  62         }
  63         c.push( sum);
  64     }
  65 }
  66
  67 void thread( unsigned int max_idx, unsigned int idx, barrier * b) {
  68     bind_to_processor( idx);
  69     boost::fibers::use_scheduling_algorithm< boost::fibers::algo::work_stealing >( max_idx, idx);
  70     b->wait();
  71     lock_type lk( mtx);
  72     cnd.wait( lk, [](){ return done; });
  73     BOOST_ASSERT( done);
  74 }
  75
  76 int main() {
  77     try {
  78         unsigned int cpus = std::thread::hardware_concurrency();
  79         barrier b( cpus);
  80         unsigned int max_idx = cpus - 1;
  81         boost::fibers::use_scheduling_algorithm< boost::fibers::algo::work_stealing >( max_idx, max_idx);
  82         bind_to_processor( max_idx);
  83         std::size_t size{ 1000000 };
  84         std::size_t div{ 10 };
  85         std::vector< std::thread > threads;
  86         for ( unsigned int idx = 0; idx < max_idx; ++idx) {
  87             threads.push_back( std::thread( thread, max_idx, idx, & b) );
  88         };
  89         allocator_type salloc{ allocator_type::traits_type::page_size() };
  90         std::uint64_t result{ 0 };
  91         duration_type duration{ duration_type::zero() };
  92         channel_type rc{ 2 };
  93         b.wait();
  94         time_point_type start{ clock_type::now() };
  95         skynet( salloc, rc, 0, size, div);
  96         result = rc.value_pop();
  97         duration = clock_type::now() - start;
  98         std::cout << "Result: " << result << " in " << duration.count() / 1000000 << " ms" << std::endl;
  99         lock_type lk( mtx);
 100         done = true;
 101         lk.unlock();
 102         cnd.notify_all();
 103         for ( std::thread & t : threads) {
 104             t.join();
 105         }
 106         std::cout << "done." << std::endl;
 107         return EXIT_SUCCESS;
 108     } catch ( std::exception const& e) {
 109         std::cerr << "exception: " << e.what() << std::endl;
 110     } catch (...) {
 111         std::cerr << "unhandled exception" << std::endl;
 112     }
 113         return EXIT_FAILURE;
 114 }