CPU核數(shù)跟多線程的關(guān)系

時(shí)間?2014-03-04 20:06:07 CSDN博客 原文? http://blog.csdn.net/qingchen191/article/details/20478651

一直以來(lái)有這樣的疑惑，單核CPU適合多線程嗎？是不是幾個(gè)核的CPU開(kāi)幾個(gè)線程是最合適的？

今天就這一問(wèn)題查了一些資料，現(xiàn)整理如下：

? ? 要說(shuō)多線程就離不開(kāi)進(jìn)程，進(jìn)程和線程的區(qū)別在這里就不詳細(xì)說(shuō)了，只將關(guān)鍵的幾點(diǎn)：

a)進(jìn)程之間是相互獨(dú)立的，不共享內(nèi)存和數(shù)據(jù)，線程之間的內(nèi)存和數(shù)據(jù)是公用的，每個(gè)線程只有自己的一組CPU指令、寄存器和堆棧，對(duì)于線程來(lái)說(shuō)只有CPU里的東西是自己獨(dú)享的，程序中的其他東西都是跟同一個(gè)進(jìn)程里的其他線程共享的。

b)操作系統(tǒng)創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)要分配好多外部資源，所以開(kāi)銷(xiāo)大。（這個(gè)跟操作系統(tǒng)有關(guān)，有人做過(guò)實(shí)驗(yàn)，window創(chuàng)建進(jìn)程的開(kāi)銷(xiāo)大，linux創(chuàng)建進(jìn)程的開(kāi)銷(xiāo)就很小。）

? ? 再來(lái)說(shuō)一下CPU，在過(guò)去單CPU時(shí)代，單任務(wù)在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)只能執(zhí)行單一程序。之后發(fā)展到多任務(wù)階段，計(jì)算機(jī)能在同一時(shí)間點(diǎn)并行執(zhí)行多任務(wù)或多進(jìn)程。雖然并不是真正意義上的“同一時(shí)間點(diǎn)”，而是多個(gè)任務(wù)或進(jìn)程共享一個(gè)CPU，并交由操作系統(tǒng)來(lái)完成多任務(wù)間對(duì)CPU的運(yùn)行切換，以使得每個(gè)任務(wù)都有機(jī)會(huì)獲得一定的時(shí)間片運(yùn)行。而現(xiàn)在多核CPU的情況下，同一時(shí)間點(diǎn)可以執(zhí)行多個(gè)任務(wù)，具體到這個(gè)任務(wù)在CPU哪個(gè)核上運(yùn)行，這個(gè)就跟操作系統(tǒng)和CPU本身的設(shè)計(jì)相關(guān)了。

? ? 我們假設(shè)一個(gè)極端的情況：在一臺(tái)單核計(jì)算機(jī)上只運(yùn)行2個(gè)程序，一個(gè)是我們的程序A，另一個(gè)是操作系統(tǒng)的程序B，每個(gè)程序是一個(gè)進(jìn)程。單核CPU的時(shí)候，A和B在CPU上交替運(yùn)行，具體的分配方式由操作系統(tǒng)來(lái)判斷，我這里猜測(cè)應(yīng)該跟A和B的線程數(shù)有關(guān)，因?yàn)榫€程是CPU級(jí)別的，如果A有5個(gè)線程，B也有5個(gè)線程，那么CPU分配給A和B的時(shí)間應(yīng)該是1：1的；如果A增加到15個(gè)線程，CPU分配給A和B的時(shí)間應(yīng)該是3：1的比例。所以此時(shí)如果A的線程數(shù)多，那么獲得的CPU執(zhí)行次數(shù)就多，處理的速度也就快了。以上假設(shè)的前提是：①A和B的優(yōu)先級(jí)相同，②A和B都是只消耗CPU資源的程序。

如果相同的情況用一個(gè)雙核的計(jì)算機(jī)來(lái)處理又會(huì)是什么結(jié)果呢？假設(shè)這個(gè)雙核的計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)比較傻，把A進(jìn)程分配到核1上，B進(jìn)程分配到核2上，那不管A有幾個(gè)線程，都是用核1來(lái)處理，那么時(shí)間肯定是一樣的。不過(guò)現(xiàn)實(shí)中應(yīng)該不會(huì)有這么傻的CPU和操作系統(tǒng)吧。 所以趕緊還是會(huì)根據(jù)線程來(lái)進(jìn)行處理，當(dāng)A的線程比B多時(shí)，會(huì)占用核2來(lái)處理A的線程。

? ? 剛才說(shuō)的是只消耗CPU資源的程序，但這樣的程序在實(shí)際應(yīng)用中基本上是沒(méi)有的，總會(huì)有跟資源打交道的。比如讀個(gè)文件，查個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，訪問(wèn)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接等等。這個(gè)時(shí)候多線程才真正體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，在一個(gè)進(jìn)程中，線程a去讀文件，線程b去查數(shù)據(jù)庫(kù)，線程c去訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，a先用一下CPU，然后去讀文件，此時(shí)CPU空閑，b就用一下，然后去查數(shù)據(jù)庫(kù)，……，相對(duì)于讀文件、查數(shù)據(jù)庫(kù)、訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)CPU計(jì)算的時(shí)間幾乎可以忽略不計(jì)，所以多線程實(shí)際上是計(jì)算機(jī)多種資源的并行運(yùn)用，跟CPU有幾個(gè)核心是沒(méi)什么關(guān)系的。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的CPU核数跟多线程的关系的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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