Windowsでのプロセス作成のオーバーヘッドは何ですか？

Question

私は、Windowsで新しいプロセスを作成するのは非常に高価だと聞いています。しかし、私は正確な数を見つけることができません。球場のサイクル数はありますか？ 2GHzのデュアルコアプロセッサでは何ミリ秒ですか？

私はPythonでテストプログラムを作成し、プロセスごとに5msを測定しましたが、どれがPythonの余分なオーバーヘッドか分かりません。私はあまり推測していない。

Answer 1

質問があります。

前述のように、オーバーヘッドは高いです。好奇心から、スレッドとプロセスの作成にどれくらいの時間がかかり、これらの時間がどのように関連しているかを、親指で確認するためのベンチマークを書きました。

#include <windows.h> 
#include <stdio.h> 
#include <conio.h> 

#define MIN 0 
#define AVG 1 
#define MAX 2 

DWORD WINAPI thread(LPVOID lpvData) 
{ 
    return (0); 
} 

int main() 
{ 
    BOOL result; 
    int iteration; 
    int i; 
    STARTUPINFO si; 
    PROCESS_INFORMATION pi; 
    DWORD tStart; 
    DWORD tEllapsed; 
    double tCall; 
    int spawnCount; 
    HANDLE hThread; 
    DWORD threadId; 
    double ratio; 
    double statCreateProcess[3]; 
    double statCreateThread[3]; 


    for (iteration = 0; iteration < 16; iteration++) 
    { 
     /* 
     ** Measure creation time of process 
     */ 
     tEllapsed = 0; 
     spawnCount = 0; 
     for (i = 0; i < 100; i++) 
     { 
      ZeroMemory(&si, sizeof(si)); 
      si.cb = sizeof(si); 
      ZeroMemory(&pi, sizeof(pi)); 

      tStart = GetTickCount(); 
      result = CreateProcess(NULL, 
            "cmd.exe", 
            NULL, 
            NULL, 
            FALSE, 
            NORMAL_PRIORITY_CLASS, 
            NULL, 
            NULL, 
            &si, 
            &pi); 

      if (result != FALSE) 
      { 
       tEllapsed += GetTickCount() - tStart; 
       spawnCount++; 

       // clean up... 
       TerminateProcess(pi.hProcess, 0); 
       CloseHandle(pi.hThread); 
       CloseHandle(pi.hProcess); 
      } 
     } 
     tCall = tEllapsed/(double)spawnCount; 
     printf("average creation time of process: %0.3fms\n", tCall); 

     // track statistics... 
     if (iteration > 0) 
     { 
      if (statCreateProcess[MIN] > tCall) 
       statCreateProcess[MIN] = tCall; 
      statCreateProcess[AVG] += tCall; 
      if (statCreateProcess[MAX] < tCall) 
       statCreateProcess[MAX] = tCall; 
     } 
     else 
     { 
      statCreateProcess[MIN] = tCall; 
      statCreateProcess[AVG] = tCall; 
      statCreateProcess[MAX] = tCall; 
     } 


     /* measure creation time of thread */ 
     spawnCount = 0; 
     tStart = GetTickCount(); 
     for (i = 0; i < 5000; i++) 
     {   
      hThread = CreateThread(NULL, 
            0, 
            thread, 
            NULL, 
            0, 
            &threadId); 
      if (hThread != NULL) 
      { 
       spawnCount++; 

       // clean up... 
       CloseHandle(hThread); 
      } 
     } 
     tEllapsed = GetTickCount() - tStart; 
     tCall = tEllapsed/(double)spawnCount; 
     printf("average creation time of thread: %0.3fms\n", tCall); 

     // track statistics... 
     if (iteration > 0) 
     { 
      if (statCreateThread[MIN] > tCall) 
       statCreateThread[MIN] = tCall; 
      statCreateThread[AVG] += tCall; 
      if (statCreateThread[MAX] < tCall) 
       statCreateThread[MAX] = tCall; 
     } 
     else 
     { 
      statCreateThread[MIN] = tCall; 
      statCreateThread[AVG] = tCall; 
      statCreateThread[MAX] = tCall; 
     } 
    } /* for (iteration = ...) */ 

    statCreateProcess[AVG] /= iteration; 
    statCreateThread[AVG] /= iteration; 

    printf("\n\n--- CreateProcess(..) ---\n"); 
    printf("minimum execution time ...: %0.3fms\n", statCreateProcess[MIN]); 
    printf("average execution time ...: %0.3fms\n", statCreateProcess[AVG]); 
    printf("maximum execution time ...: %0.3fms\n", statCreateProcess[MAX]); 
    printf("\n--- CreateThread(..) ---\n"); 
    printf("minimum execution time ...: %0.3fms\n", statCreateThread[MIN]); 
    printf("average execution time ...: %0.3fms\n", statCreateThread[AVG]); 
    printf("maximum execution time ...: %0.3fms\n", statCreateThread[MAX]); 

    ratio = statCreateProcess[AVG]/statCreateThread[AVG]; 
    printf("\n\nratio: %0.3f\n\n", ratio); 

    getch(); 
    return (0); 
} 

私は自分のコンピュータ上で数回（のi5 3.2GHzの、Windows 7の）を作ったとアンチウイルスアプリケーションをオフにすると、ベンチマークは、Visual Studioの外から開始された場合の値はかなり一致している。

--- CreateProcess(..) --- 
minimum execution time ...: 11.860ms 
average execution time ...: 12.756ms 
maximum execution time ...: 14.980ms 

--- CreateThread(..) --- 
minimum execution time ...: 0.034ms 
average execution time ...: 0.037ms 
maximum execution time ...: 0.044ms 


ratio: 342.565 

期待されるように、より多くのシステムコールが関与し、別のスレッドによって中断される可能性が高いため、CreateProcess（..）のバリエーションが大きくなります。時間計測には制御ループ全体が含まれているため（つまり、GetTickCount（..）が時間を計測するには不正確すぎるため）、スレッドを作成する時間はさらに短くなります。

Windows XPを実行している仮想PC上の別の試験（上記と同じマシン上で実行されている）は、次の値を生成：

--- CreateProcess(..) --- 
minimum execution time ...: 22.630ms 
average execution time ...: 24.666ms 
maximum execution time ...: 27.340ms 

--- CreateThread(..) --- 
minimum execution time ...: 0.076ms 
average execution time ...: 0.086ms 
maximum execution time ...: 0.100ms 


ratio: 287.982 

のCreateProcessの平均実行時間のInterrestingly比（..）とCreateThread（..）はかなり近いです。

他のマシンやバージョンのWindowsの値を確認するのが邪魔になります。異なるマシンやバージョンのWindowsで約300の比率がほぼ同じであれば、私は驚くことはありません。

結論：CreateProcess（..）は、Windows上でCreateThread（..）よりも遅いのです。しかし実際には、実際にどれほど遅くなっているのかはかなりわかりました...