Sind die Kindprozesse von Knoten "viel" langsamer?

Question

Betrachten Sie den folgenden Code, der pi annähert:

// filename: pi.js 
function approx_pi(from, to) { 
    var pi = 0; 
    var dx = 0.0000000005; 
    for(var x = from; x < to; x += dx) { 
     pi += 4/(1 + x * x); 
    } 
    return pi * dx; 
} 

var min = Infinity; 
var max = -1; 
var avg = 0; 

for(var itr = 0; itr < 10; ++itr) { 
    var start = process.hrtime(); 
    var pi = approx_pi(0, 1); 
    var diff = process.hrtime(start); 

    var duration = diff[0] + diff[1] * 1e-9; 

    min = (duration <= min) ? duration : min; 
    max = (duration >= max) ? duration : max; 
    avg += duration; 
} 

avg /= 10; 

min = min.toFixed(3); 
max = max.toFixed(3); 
avg = avg.toFixed(3); 

console.log("Time: min = %ss, max = %ss , avg = %ss", min, max, avg); 

Auch diesen Code betrachten, der die Datei über Prozesse in n Kind läuft, während n durch Befehlszeilenargumente gegeben:

//filename: children.js 
var cp = require('child_process'); 

var n = parseInt(process.argv[2]); 

for(var k = 0; k < n; ++k) { 
    cp.fork('pi.js'); 
} 

Beim Laufen node pi.js die Ausgang:

Time: min = 19.113s, max = 22.220s , avg = 21.152s 

Ein ähnliches Ergebnis kommt node children.js 1 aus läuft (was ich s erwartet)

Time: min = 17.323s, max = 21.465s , avg = 19.979s 

Stuff beginnt seltsam (zumindest meine eigenen Erwartungen), wenn mehr als ein Kind gegabelt wird. Hier ist die Ausgabe nach node children.js 2 ausgeführt wird:

Time: min = 29.824s, max = 41.050s , avg = 35.136s 
Time: min = 30.036s, max = 40.791s , avg = 35.246s 

jedes Kind nahm mindestens 14 Sekunden als die einzelnen Versionen. Es kam noch schlimmer auf Lauf 4 Kinder mit node children.js 4, das jeweils etwa 37 Sekunden länger dauerte bis zum Ende:

Time: min = 55.878s, max = 68.047s , avg = 58.845s 
Time: min = 52.760s, max = 69.168s , avg = 58.880s 
Time: min = 57.151s, max = 69.113s , avg = 58.956s 
Time: min = 50.790s, max = 70.344s , avg = 59.546s 

Diese Tests auf einer Maschine mit Core i5 2410M CPU @ 2.30GHz (4 Kernen sichtbar für das o) liefen, und ein 4GB RAM, mit beiden: Windows 7 mit Knoten v4.2.3 und Ubuntu14.04 mit Knoten v5.4.1. Jedes Betriebssystem zeigte, dass jedes der Kinder auf seinem eigenen Kern lief und jeder dieselbe Menge an zugewiesenem Speicher hatte (etwa 9 MB).

Entsprechend der Node-Dokumentation here: "Jeder Prozess hat seinen eigenen Speicher mit eigenen V8-Instanzen". So würde man erwarten, dass jedes Kind so gut abschneiden sollte wie der einzelne Prozess.

Sind meine Erwartungen fehlgeleitet und dies ist das erwartete Verhalten oder was ist los?

Answer 1

Sie laufen 4 Prozesse parallel auf einer CPU mit 2 cores (4 threads) und messen dann die tatsächliche Zeit statt der CPU-Zeit. Natürlich wird jeder Prozess länger dauern ... Sie können nicht eine unendliche Anzahl von Prozessen auf einer begrenzten Anzahl von Kernen ausführen und erwarten, dass die Laufzeit identisch mit der Ausführung eines einzelnen Prozesses auf mehreren Kernen ist. (Wenn jemand herausfindet, wie man das macht, dann ist Cybersecurity Toast.)

Sie könnten erwarten, dass 2 Prozesse, die auf 2 Kernen ausgeführt werden, gleichzeitig laufen wie ein einzelner Prozess (der auf einem einzelnen Kern ausgeführt werden muss). aber die Wirklichkeit ist oft nicht ganz dasselbe wie die Theorie. Es ist sehr wahrscheinlich, dass Ihre 2 Prozesse tatsächlich Zeit auf demselben Kern teilen. Es gibt keinen einfachen Weg, um sicherzustellen, dass jeder Prozess seinen eigenen Kern bekommt, da diese Art von Details fast immer von Ihrer Kontrolle abstrahiert werden.