提高Qt程序的性能：Windows与Linux

Question

我已经在这里发布了这个问题，但是因为它可能不是Qt特定的，我想我也可以在这里试试我的机会。我希望这样做没有不合适（告诉我是否合适）。

我开发了一个小型的科学程序，可以进行一些数学计算。我试着优化它，使它尽可能快。现在我几乎完成了为Windows、Mac和Linux用户部署它。但是我还没有能够在许多不同的计算机上测试它。

让我烦恼的是：为了部署Windows，我使用了一台同时安装了Windows7和Ubuntu12.04的笔记本电脑（双启动）。我比较了应用程序在这两个系统上运行的速度，我震惊地发现它在Windows上的速度至少是原来的两倍！如果存在微小的差异，我不会感到惊讶，但如何解释这种差异呢？

以下是一些精度：

• 我让程序做的计算只是一些残酷而愚蠢的数学计算，基本上，它在一个循环中计算乘积和余弦，这个循环被称为10亿次。另一方面，计算是多线程的：我启动了类似于6个QThreads的东西

我很担心这个应用程序在Windows上的速度会慢很多（2到4倍），这真的很奇怪。另一方面，我还没有在其他装有Windows的电脑上试用过。不过，你知道为什么会有不同吗？

附加信息：一些数据...

尽管Windows似乎在使用两个内核，但我认为这可能与线程管理有关，原因如下：

示例计算n°1（此示例启动2个QThread）：

• PC1-windows： 7.33s
• PC1-linux： 3.72s
• PC2-linux： 1.36s

示例计算n°2（此示例启动3个QThread）：

• PC1窗口：6.84s

示例计算n°3（这一个启动6个Q线程）：

• PC1-windows： 8.35s
• PC1-linux： 2.62s
• PC2-linux： 0.47s

哪里：

• PC1 windows=my 2核笔记本电脑（@1.73Ghz）和windows 7
• PC1 linux=my 2核笔记本电脑（@1.73Ghz）和Ubuntu 12.04
• PC2 linux=我的8核笔记本电脑（@2.20Ghz）和Ubuntu 12.04

（当然，PC2速度更快并不令人震惊。令我难以置信的是PC1 windows和PC1 linux之间的差异）。

注意：我还尝试过在Mac OS下的最新PC（4或8核@~3Ghz，不太记得了）上运行该程序，速度与PC2 linux相当（或略快）。

编辑：我将在这里回答我在评论中被问到的几个问题。

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我刚刚在Windows上安装了Qt SDK，所以我想我拥有所有东西的最新版本（包括MinGW？）。编译器是MinGW。Qt版本是4.8。1.

我没有使用优化标志，因为我注意到在发布模式（使用QtCreator）中构建时会自动使用它们。在我看来，如果我编写类似QMAKE_cxflags=-O1的代码，这只会在调试构建中起作用。

线程的生命周期等：这非常简单。当用户单击“计算”按钮时，同时启动2到6个线程（取决于他正在计算的内容），当计算结束时，线程终止。不要太花哨。每个线程都会进行残酷的计算（实际上，除了一个线程，它每隔30毫秒进行一次（不是很小的）计算，基本上是检查错误是否足够小）。

编辑：最新进展和部分答案

以下是一些新的发展，为所有这些问题提供了答案：

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正如某人（Luca Carlon，谢谢）在评论中建议的那样，我尝试使用Microsoft Visual Studio（MSVC）编译器而不是MinGW构建应用程序。令人惊讶的是，计算（所有线程和所有东西）现在只比Linux慢20%到50%！我想我会继续，并对此感到满意。我注意到奇怪的是，“纯C”计算（只有一个线程）现在甚至比MinGW更慢，这必须解释整体差异。就我所知，MinGW比MSVC稍微好一点，只是它像傻瓜一样处理线程。

所以，我在想，要么我可以做些什么来让MinGW（理想情况下我宁愿使用它而不是MSVC）更好地处理线程，要么就是做不到。我会很惊讶，它怎么会不为人所知和记录？虽然我想我应该小心不要太快下结论，但我只在一台电脑上比较了（目前）。

Answer 1

通过互斥体在Windows和Linux上的运行方式，您可能会体验到性能差异。

windows上的纯互斥代码在锁定时，每次出现资源争用时都会有15毫秒的等待。在Windows上更好地执行同步机制至关重要。它不会像常规互斥体在大多数情况下那样受到锁定惩罚。

我发现在Linux上，常规互斥体的性能与Windows上的关键部分相同。

Answer 2

我听说过一个案例，如果你写错了，Windows写文件的速度非常慢。（这与Qt无关。）

在这种情况下，问题是开发人员使用了SQLite数据库，编写了大约10000个数据集，并在每次插入后执行SQLCOMMIT。这导致Windows每次都将整个DB文件写入磁盘，而Linux只会更新RAM中文件系统索引节点的缓冲版本。在这种情况下，速度差异甚至更大：在Linux上是1秒，而在视窗上是1分钟。（在他最后将SQLite更改为只提交一次后，在Windows上也是1秒。）

因此，如果您将计算结果写入磁盘，您可能需要检查是否经常调用fsync（）或fflush（）。如果您编写的代码来自一个库，您可以使用strace来实现这一点（Linux，但应该会给您一个基本的想法）。

Answer 3

另一个选择可能是：在linux上，qt刚刚加载，这可能会发生，即如果您使用KDE，而在Windows库中必须加载，因此这会降低计算时间。要检查应用程序的库加载浪费量，可以使用纯c代码编写一个虚拟测试。