GraphicsMagick性能测试(二) - 开启多线程对性能的影响

测试目的:

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了解GraphicsMagick启用与禁用多线程(openmp),对GraphicsMagick性能的影响

编译参数使用  --disable-openmp表示禁用,未使用表示开启。

GM版本:

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GraphicsMagick-1.3.17

测试环境硬件配置:

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OS:Red Hat Enterprise Linux Server release 5.6 (Tikanga)
CPU: Intel(R) Xeon(TM) CPU 2.80GHz  4核心 (很一般的CPU,都不如笔记本的I5CPU 2410 双核4线程)
内存:8G

测试逻辑:

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一张1024*768像素的JPG图片,大小140KB,使用GM生成一个100x100的缩略图
一张3264x2448像素的JPG图片,大小2.6M,使用GM生成一个100x100的缩略图

测试命令:

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  使用gm自带的测试命令:gm benchmark -iterations 100 -stepthreads 1  +原命令语句
  -iterations 100  次数
  -rawcsv  打印出测试结果,是csv格式的文本 ,标题: threads,iterations,user_time秒,elapsed_time秒
  -stepthreads 1 线程增长步长,1表示每次加1个线程,一直加到OMP_NUM_THREADS环境变量的值 ,必须设置OMP_NUM_THREADS环境变量才可以真正使用起多线程(openmp)。本测试只想测试单线程就未设置 OMP_NUM_THREADS。
  -duration 持续时间(秒)

 

OMP_NUM_THREADS环境变量

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OMP_NUM_THREADS环境变量,表示GM可使用的线程数。必须设置OMP_NUM_THREADS环境变量才可以真正使用起多线程(openmp)。


临时设置环境变量: (我是4核心的CPU)
export OMP_NUM_THREADS=4

永久设置环境变量:
编辑文件 vi /etc/profile
1、最后面加入:export OMP_NUM_THREADS=4
2、执行命令使其马上生效: # source /etc/profile

测试1: 1-4并发,每并发执行100次(小图片)一张1024*768像素的JPG图片,大小140KB

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启用多线程
编译参数:./configure --enable-shared --with-quantum-depth=8 --with-windows-font-dir=/usr/share/fonts/ms_font

gm benchmark -iterations 100 -stepthreads 1 convert -resize 100x100 -quality 90 +profile "*" /tmp/1024x768.jpg /tmp/100x100.jpg

测试结果:
Results: 1 threads 100 iter 18.46s user 18.47s total 5.414 iter/s 5.417 iter/cpu 1.00 speedup 1.000 karp-flatt    (处理一张图片耗时184ms
Results: 2 threads 100 iter 22.25s user 11.13s total 8.985 iter/s 4.494 iter/cpu 1.66 speedup 0.205 karp-flatt    (处理一张图片耗时111ms
Results: 3 threads 100 iter 36.84s user 12.29s total 8.137 iter/s 2.714 iter/cpu 1.50 speedup 0.498 karp-flatt   (处理一张图片耗时122ms
Results: 4 threads 100 iter 47.31s user 11.87s total 8.425 iter/s 2.114 iter/cpu 1.56 speedup 0.524 karp-flatt   (处理一张图片耗时118ms
结果解读:
        4 threads:4个线程
        100 iter:每线程执行100次
        47.31s user:不知道
        11.87s total:本次耗时    (同使用-rawcsv参数输出的总时间)
        8.425 iter/s:处理8.425次/s
        2.114 iter/cpu:处理2.114次/cpu
        1.56 speedup:加快了1.56
        0.524 karp-flatt:不知道

系统负载:
 (1线程)20:51:11 up 6 days, 14:04,  5 users,  load average: 0.28, 0.36, 0.34
 (2线程)20:51:26 up 6 days, 14:04,  5 users,  load average: 0.74, 0.46, 0.37
 (3线程)20:51:36 up 6 days, 14:04,  5 users,  load average: 1.25, 0.57, 0.41
 (4线程)20:51:47 up 6 days, 14:05,  5 users,  load average: 1.67, 0.69, 0.45
 
CPU使用率(4核):
 (1线程)25%
 (2线程)50%
 (3线程)75%
 (4线程)99%

测试2: 1-4并发,每并发执行100次(大图片)一张3264x2448像素的JPG图片,大小2.6M

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启用多线程
编译参数:./configure --enable-shared --with-quantum-depth=8 --with-windows-font-dir=/usr/share/fonts/ms_font


gm benchmark -iterations 100 -stepthreads 1 convert -resize 100x100 -quality 90 +profile "*" /tmp/3264x2448.jpg /tmp/100x100.jpg
测试结果:
Results: 1 threads 100 iter 205.42s user 205.45s total 0.487 iter/s 0.487 iter/cpu 1.00 speedup 1.000 karp-flatt   (处理一张图片耗时2054ms
Results: 2 threads 100 iter 247.33s user 124.87s total 0.801 iter/s 0.404 iter/cpu 1.65 speedup 0.216 karp-flatt   (处理一张图片耗时1248ms
Results: 3 threads 100 iter 371.59s user 125.78s total 0.795 iter/s 0.269 iter/cpu 1.63 speedup 0.418 karp-flatt  (处理一张图片耗时1257ms
Results: 4 threads 100 iter 470.94s user 125.02s total 0.800 iter/s 0.212 iter/cpu 1.64 speedup 0.478 karp-flatt  (处理一张图片耗时1250ms

系统负载:
 (1线程)21:31:00 up 6 days, 14:44,  5 users,  load average: 0.99, 0.84, 0.64
 (2线程)21:37:10 up 6 days, 14:50,  5 users,  load average: 1.87, 1.24, 0.84
 (3线程)21:38:36 up 6 days, 14:51,  5 users,  load average: 2.67, 1.65, 1.02
 (4线程)21:41:35 up 6 days, 14:54,  5 users,  load average: 3.85, 2.58, 1.48
 
CPU使用率(4核):
 (1线程)25%
 (2线程)49.5%
 (3线程)74.5%
 (4线程)99%


测试3: 1并发,每并发执行100次(小图片)一张1024*768像素的JPG图片,大小140KB
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禁用多线程
编译参数: ./configure --enable-shared --disable-openmp --with-quantum-depth=8 --with-windows-font-dir=/usr/share/fonts/ms_font


gm benchmark -iterations 100 -stepthreads 1 convert -resize 100x100 -quality 90 +profile "*" /tmp/1024x768.jpg /tmp/100x100.jpg

测试结果:
Results: 1 threads 100 iter 18.65s user 18.65s total 5.362 iter/s 5.362 iter/cpu 1.00 speedup 1.000 karp-flatt   (处理一张图片耗时186ms)

系统负载:
 (1线程) 21:15:52 up 6 days, 14:29,  5 users,  load average: 0.48, 0.53, 0.45

CPU使用率(4核): (1线程)
21时15分59秒       CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
21时16分00秒       all     25.00      0.00      0.00      0.50      0.00     74.50
21时16分01秒       all     25.00      0.00      0.25      0.00      0.00     74.75


测试4: 1并发,每并发执行100次(大图片)一张3264x2448像素的JPG图片,大小2.6M
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禁用多线程
编译参数: ./configure --enable-shared --disable-openmp --with-quantum-depth=8 --with-windows-font-dir=/usr/share/fonts/ms_font


gm benchmark -iterations 100 -stepthreads 1 convert -resize 100x100 -quality 90 +profile "*" /tmp/3264x2448.jpg /tmp/100x100.jpg
测试结果:
Results: 1 threads 100 iter 204.13s user 204.15s total 0.490 iter/s 0.490 iter/cpu 1.00 speedup 1.000 karp-flatt   (处理一张图片耗时2040ms)

系统负载:
 21:21:00 up 6 days, 14:34,  5 users,  load average: 0.91, 0.57, 0.46
 
CPU使用率(4核): (1线程)
 21时20分54秒       CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
 21时20分55秒       all     24.00      0.00      1.00      0.00      0.00     75.00
 21时20分56秒       all     25.00      0.00      0.25      0.00      0.00     74.75

 

结论:

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对于核心CPU,建议开启GM 的多线程,性能提升大约40%。

如果你的服务器共有16核CPU (2路、4核8线程),也建议设置OMP_NUM_THREADS=4,线程再多后性能也没有什么提升了。


参考文章:
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GraphicsMagick OpenMP 性能比较(icc+iomp vs gcc+gomp) 
OpenMP in GraphicsMagick


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