对于单核 cpu 而言，开多线程的目的难倒只能是为了防止阻塞么？

[aiqier]

以下是一些单核 cpu 多线程的疑问，求解答（都指单核）。
1.如果一个进程有 n 个任务要处理，因为终究是在一个 cpu 上跑，所以这 n 个任务在一个线程还是多个线程上跑，执行的总时间是一样的（多线程，线程切换可能更浪费时间）？
2.是否进程开多线程就能抢到更多的 cpu 时间， python 这种带 GIL 的估计是没戏了，那么 java 呢？
3.自己抢到更多 cpu ，机器上的其它程序不就 cpu 时间少了么？是因为 cpu 大部分时间都是空闲的，不怕抢？还是因为在做应用层开发的时候，是不用考虑其它程序能不能抢到 cpu 时间的。
4.一个进程所有线程能抢到的时间片总和是有最大值吗？一个线程一次能拿到多长的 cpu 时间？
综上，我的最大疑问就是：对于单核 cpu 而言，开多线程难倒只能防止阻塞么？

[congeec]

@adadafa 抱歉还是没说清楚。用单核 cpu 的系统不可能有真正的多进程，虽然咱可以调用多进程 API ，但那是假的。楼上也说了，现在 cpu 是靠分配时间来分配资源，在切换（ switch ）到另一个任务（ task ）的时候，上一个任务的上下文） context ）要保留下来，如此往复。这和线程有什么区别？所以，所谓的进程、线程、协程都是线程(thread), 一层套一层。明白人为了区分他们搞出来一大堆新术语，结果大家更迷了。你说的最后一句很对，单核只有 concurrency ，没有 parallelism 。可以去搜搜 Linus 为什么喷“ parallel 浪费大家时间”。

[sgissb1]

LZ ，你没有完全理解多线程的意义。或者没有完全理解什么是多线程，包括现在很多写代码的人，总在说多线程，有时候甚至把多线程和多并发或者多线程和多吞吐处理给混为一谈。

首先说一下一个进程里面为何要开多线程问题，和 cpu 是否多核，或者主板是否多路 cpu 关系是有的，但也是有限定条件的，具体内容如下：

1 ，由于部分 api 不支持异步方式执行，仅仅支持同步执行。例如读取一个文件，当每次读取的文件的数据很大时，内存缓存中没有足够的内存提交给调用者，这时 api 或者操作系统会代用户去从磁盘上读取文件，而磁盘相对于内存和 cache 来说属于慢速设备，并且在操作系统调度层面，对于此类操作是，现成被阻塞住（即挂起），然后转为执行其他任务。
为了让整个进程不进入假死（僵死）情况，需要在开一个线程来维持其他任务的执行。

2 ，在多路 cpu 的系统中，多线程可以提高任务处理的效率。即理想情况下，每个线程独占一路 cpu 处理能。

3 ，特殊多路系统，在非对称多路系统中，每个线程（进程）都执行在不同的核上，所访问的硬件资源不同，所以需要开多个线程。

至于你说的抢 cpu 执行时间问题，要分操作系统看，目前我们常用的 windows 和 linux 都是抢占式操作系统。对于 linux 我不是很熟，对 windows 略知一二：

1 ，操作系统调度粒度是线程+进程。即操作系统调度的最小单位是线程，但是否决定该线程执行，除了看线程执行时间和未执行间隔以外，还需要看总进程内的执行情况。
其中还存在进线程优先级问题，中断优先级， cpu 执行平衡问题，就近执行原则等。

2 ，一个进程中，线程并非越开越多就好。因为非分时的非实时操作系统的任务调度周期很有可能是不准的，操作系统是否要打断一个线程的执行，转而交给另外一个线程执行，除了调度周期到来的调度扫描，还有任务执行的优先级， IRQL 级别，线程处于什么状态等。

3 ，过多的线程不仅不能抢到有效的 cpu 执行时间，还会导致线程环境切换的浪费。因为每次线程的切换其中伴随的态转换，以及堆栈移动、寄存器恢复、内存调度等问题。频繁切换线程，只会得不偿失，不管是 python 或者 java 或者 c++或者 c#都是一样的，因为是操作系统在管理线程执行。

至于你提出的第四个疑问，在单核 cpu 里面开多线程的事情。我只能和你说，设计决定一切。

[theoractice]

单核纯计算不要开多线程。有 io 的话性能瓶颈可能不在 cpu 上。参考 amdahl 定律。

[br00k]

@congeec P4 就有单核超线程。 MIPS 产品也有，有些架构还有单核四线程或更多的。

[congeec]

@br00k 涨姿势了，谢谢。:D

[zhangdawei]

CPU 快， IO 慢，不多线程， CPU 效率不高，操作系统效率也不高。

[aiqier]

@chairuosen 这什么意思。。。大多程序只跑一个核？

[aiqier]

@Codist 感谢， 最后一句是“并不一定”么？

[aiqier]

@sgissb1 那么是不是说，瓶颈如果是 io ，使用异步 io ，比如 nodejs ， nginx ， epoll ，之流比多线程更合适？

[yuchting]

@sgissb1
@leavic
两位说的很清楚了。感觉楼主把多线程和多核搞混了，把操作系统和执行程序搞混了。这个可能和和市面上的多核宣传有关系吧，多核就可以一边看电影一边压缩文件之类的宣传，然后把单核或者少核鄙视一把，让人们更新换代，增加自己的销量。
还有一个叫多任务的概念，是对比以前 DOS 系统的单任务，也是宣传。
计算机科学貌似在很早很早的时候，就进行了时分多任务的改进了，和多核没关系，唯一的目的就是让 cpu 的空闲时间变少(等待用户操作，等待网络、磁盘等输入输出设备 io)。
而这个改进是操作系统完成的，和硬件关系相对较少。如果真的有兴趣想理解计算机，操作系统和编译原理的基础知识必不可少。
说完了。

[sgissb1]

@aiqier 兄弟，你的代码功底还有待加强。你问的这个问题，我没法给你答复。

我说了设计决定一切

[Codist]

@aiqier 噢，是

[SIFT2009]

单核要跑多线程，有多大意义？

[kaneg]

多线程对 GUI 程序非常有用，因为没有多线程支持， javascript 要实现一个 并行的任务有多难