Question

我正在踩着多线程概念。

例如，我的处理器有2个内核（和超线程）每个内核2个线程，总共4个线程。那么这是否意味着我的CPU可以同时执行四个单独的指令？每个线程都能够成为多线程吗？

Answer 1

这是否意味着我的CPU可以同时执行四个单独的指令？每个线程都能够成为多线程吗？

简而言之，是的。

由于某些因素（例如流水线操作，CPU可能能够在单个时钟周期内通过不同的相位传递多个指令）以及时钟的频率，CPU在一个时钟周期内每相只能执行1条指令可能会非常快，但它一次只能执行1条指令。

作为示例，NOP是一个x86汇编指令，CPU将其解释为＆＃34;此循环无操作＆＃34;数百或数千（甚至更多）中的1条指令是从即使如此简单的事情执行的：

int main(void)
{
    while (1) { /* eat CPU */ }
    return 0;
}

CPU执行线程是一个正在执行一系列指令（一个指令线程）的程序，它与什么＆＃34;应用程序＆＃34;无关紧要。指令来自，CPU不知道高级概念（如应用程序），这是操作系统的功能。

因此，如果您的计算机具有2个（或4/8/128 /等）CPU共享相同的内存（缓存/ RAM），那么您可以拥有2个（或更多）CPU＆＃39 ; s可以在（字面上）完全相同的时间运行2（或更多）指令。请记住，这些是同时运行的机器指令（即软件的物理方面）。

操作系统级别线程有点不同。当CPU处理执行的物理方面时，OS处理逻辑方面。上面的代码分解为多条指令，并且在执行时，实际上可以运行在多个CPU上（在多CPU感知环境中），即使它是单个＆＃34;线程＆＃34; （在OS级别），OS调度何时运行下一个指令以及什么CPU（基于OS的线程调度策略，其在各种OS之间是不同的）。因此，上面的代码将占用每个给定＆＃34;时间片的100％CPU使用率＆＃34;在那个CPU上它正在运行。

这＆＃34;切片＆＃34; ＆＃34;时间＆＃34; （也称为preemptive computing）是操作系统可以运行多个应用程序的原因＃34;同时＃34;它不是字面上 ¹同时由于CPU一次只能处理1条指令，但是对于人类（几乎不能理解1秒的长度），它同时出现＆＃34;同时＃34;。

^{1）除了在多CPU设置的情况下，它可能在字面上是同一时间。}

当运行应用程序时，内核（OS）实际上会产生一个单独的线程（内核线程）来运行应用程序，此外应用程序可以请求创建另一个外部线程（即产生另一个进程或分叉），或者通过调用操作系统（或编程语言）API来创建内部线程，该API实际调用生成并维护生成线程的上下文切换的低级内核例程，此外，任何创建的线程也能够调用相同的API可以产生其他单独的线程（因此一个线程能够成为＆＃34;多线程＆＃34;）。

多线程（在应用程序和操作系统的意义上）不一定是可移植的，因此您可以学习Java或C＃并使用他们的API（即Thread.Start或{{3} }），利用提供的实际OS API（即Runnable或CreateThread以及大量其他并发函数）为设计决策打开了一扇不同的大门（即＆＃34;做平台X支持线程库Y＆＃34;）;在探索不同的API时，请记住一些事项。

我希望这有助于增加一些清晰度。

Answer 2

我实际上在我的操作系统课程中研究了这个主题。

使用线程时，提高CPU绑定进程性能的经验法则是使用相同数量的线程作为内核，除非是超线程系统，在这种情况下，应该使用两倍的内核。可以得出的另一个经验法则是I / O绑定过程。这个规则是每个内核的线程数量翻两番，除了超线程系统的情况，每个内核的线程数量可以翻两番。

最大线程数和多线程

2 个答案: