Why is my one-thread multithreaded Python code faster than a single-threaded solution, and why does performance degrade with more threads?

I’m working on a Python script to calculate the sum of a large list of random integers. Here’s the code for the single-threaded version:

import time
import random

large_list = [random.randint(-100, 100) for _ in range(200000000)]
start_time = time.time()
total = 0
for n in large_list:
    total += n

print(total)
print(time.time() - start_time)

This outputs:

-1153397 # total sum
9.442509889602661 # time taken

I then tried to parallelize this using multithreading with the following code:

from multiprocessing.pool import ThreadPool

start_time = time.time()
_num_threads = 10
total = 0

del chunks

def partial_sum(chunk):
    total = 0
    for n in chunk:
        total += n
    return total

chunk_size = len(large_list) // _num_threads

chunks = [large_list[i * chunk_size: (i + 1) * chunk_size] for i in range(_num_threads)]

if len(large_list) % _num_threads != 0:
    chunks.append(large_list[_num_threads * chunk_size:])

# Calculate the partial sums in parallel
with ThreadPool(processes=_num_threads) as pool:
    partial_sums = pool.map(partial_sum, chunks)

total_sum = sum(partial_sums)

print(total_sum)
print(time.time() - start_time)

Running it with 10 threads on a 12-core CPU, I get:

-1153397  # total sum (expected to be around zero)
8.065398454666138  # time taken

However, running it with just one thread gives:

-1153397  # total sum (same as before)
5.773534536361694  # time taken

My questions:

  1. Why is the one thread version of the multi-threaded code much faster than the single-thread approach?

  2. Why does the performance degrade when I increase the number of threads to 10, even though my CPU has 12 cores?

I expected the multi-threaded code to be faster, or at least not slower when using more threads. What could be causing this behavior?

I tried running the code above several times, and I got consistent results to the ones presented. However , I was expecting the one threaded version of the multi-thread code to be as fast (or even slower due to overhead) as the single-thread implementation, and I expected the 10-threaded version to be much faster than the other two approaches.

New contributor

Héctor Balsells Roure is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

2

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật