您好,欢迎来电子发烧友网! ,新用户?[免费注册]

您的位置:电子发烧友网 > 电子百科 > 主机配件 > cpu >

cpu线程多有什么好处

2018年02月12日 10:30 网络整理 作者: 用户评论(0

中央处理器

中央处理器主要包括运算器(算术逻辑运算单元,ALU,ArithmeTIc Logic Unit)和高速缓冲存储器(Cache)及实现它们之间联系的数据(Data)、控制及状态的总线(Bus)。它与内部存储器(Memory)和输入/输出(I/O)设备合称为电子计算机三大核心部件。

一直以来有这样的疑惑,在现如今多核多线程的电脑处理器之下,一个进程中的几个线程是 怎么运行的呢?(是经系统和JVM分配少量的资源 最后轮流切换 时间调度?还是这几个线程分配到不同的核上同时运行?)

今天就这一问题查了一些资料,现整理如下:

单个CPU一个时刻只能运行一个线程?

单核CPU电脑同一时间内只能执行一个线程,首先了解一下,CPU执行的过程 ,它是把时间分成若干个小时间段,这些时间段很小的,系统中有很多进程,每个进程中又包含很多线程,在同一 时间段 内,电脑CPU只能处理一个线程(线程A),而下一个 时间段 就不一定是上一个时间段内执行的那个线程(线程A)了,可能是别的线程(线程B 吧)

cpu线程多有什么好处

CPU采用的是类似于时间片轮转的机制,也就是说同一时间一条进程提出执行请求时,其他进程只能等待它执行完毕,CPU才会处理其他请求。其他进程相当于在排队等待中。当然了,为了避免某条进程无限制时间的执行,一般会限定一个时间,超时 的话,CPU根据一定的线程调度算法来切换线程。可以看做很多线程在并发执行。其实还是在某一个时间点上只有一个线程在运行罢了。

多核的话,每个核心都是同样的原理。但是两个核心就可以通过系统分配资源,同时执行不同的进程,这个就更复杂了。

每条进程都有CPU分配的进程号的。避免混乱。

一个核心就是实实在在的一个cpu处理设备 线程的概念可以理解成电脑处理信息的通道 既一个线程一个通道 一般来说一个cpu核心处理一个通道的信息 但也不是绝对 因特尔支持超线程技术的cpu每个核心可以处理两个或多个通道的信息 这就可以形容为超线程(既多出来的通道的处理能力)但前提是软件也必须的支持超线程才行 否则单核双线程或多线程也只能有单个通道工作 从某种意义上来说cpu的能力被浪费了 所以网友一般就会说 真正的核心数(通道) 比虚拟出来的核心(通道)来个更实在。最后 线程数决定这CPU能同时处理几件事情,在没有超线程技术的情况下核心数等於线程数。

java线程调度

CPU对于各个线程的调度是随机的(分时调度),在Java程序中,JVM负责线程的调度。 线程调度是指按照特定的机制为多个线程分配CPU的使用权,也就是实际执行的时候是线程,因此CPU调度的最小单位是线程,而资源分配的最小单位是进程。

JVM调度的模式有两种:分时调度和抢占式调度。

分时调度 是所有线程轮流获得CPU使用权,并平均分配每个线程占用CPU的时间;

抢占式调度 是根据线程的优先级别来获取CPU的使用权。JVM的线程调度模式采用了抢占式模式。既然是抢占调度,那么我们就能通过设置优先级来“有限”的控制线程的运行顺序,注意“有限”一次。

CPU核数 跟多线程 的关系

要说多线程就离不开进程,进程和线程的区别在这里就不详细说了,只将关键的几点:

a)进程之间是 相互独立的,不共享 内存和数据,线程之间 的内存和数据是 公用的,每个线程只有自己的一组CPU指令、寄存器和堆栈,对于线程来说只有CPU里的东西是自己独享的,程序中的其他东西都是跟同一个进程里的其他线程共享的。

b)操作系统创建进程时要分配好多外部资源,所以开销大。(这个跟操作系统有关,有人做过实验,window创建进程的开销大,Linux创建进程的开销就很小。)

再来说一下CPU,过去单CPU时代,最先是单任务阶段 在一个时间点 只能执行单一程序。之后发展到多任务阶段,计算机能在同一时间点并行执行多任务或多进程。虽然并不是真正意义上的“同一时间点”,而是多个任务或进程共享一个CPU,并交由操作系统来完成多任务间对CPU的运行切换,以使得每个任务都有机会获得一定的时间片运行。而现在多核CPU的情况下,同一时间点可以执行多个任务(并行),具体到这个任务在CPU哪个核上运行,这个就跟操作系统和CPU本身的设计相关了。

我们假设一个极端的情况:在一台单核计算机上只运行2个程序,一个是我们的程序A,另一个是操作系统的程序B,每个程序是一个进程。单核CPU的时候,A和B在CPU上交替运行,具体的分配方式由操作系统来判断,我这里猜测应该跟A和B的线程数有关,因为线程是CPU级别的,如果A有5个线程,B也有5个线程,那么CPU分配给A和B的时间应该是1:1的;如果A增加到15个线程,CPU分配给A和B的时间应该是3:1的比例。所以此时如果A的线程数多,那么获得的CPU执行次数就多,处理的速度也就快了。以上假设的前提是:

①A和B的优先级相同,

②A和B都是只消耗CPU资源的程序。

如果相同的情况用一个双核的计算机来处理又会是什么结果呢?假设这个双核的计算机和操作系统比较傻,把A进程分配到核1上,B进程分配到核2上,那不管A有几个线程,都是用核1来处理,那么时间肯定是一样的。不过现实中应该不会有这么傻的CPU和操作系统吧。所以赶紧还是会根据线程来进行处理,当A的线程比B多时,会占用核2来处理A的线程。

刚才说的是只消耗CPU资源的程序,但这样的程序在实际应用中基本上是没有的,总会有跟资源打交道的。比如读个文件,查个数据库,访问一个网络连接等等。这个时候多线程才真正体现出优势,在一个进程中,线程a去读文件,线程b去查数据库,线程c去访问网络,a先用一下CPU,然后去读文件,此时CPU空闲,b就用一下,然后去查数据库,相对于读文件、查数据库、访问网络来说CPU计算的时间几乎可以忽略不计,所以多线程实际上是计算机多种资源的并行运用,跟CPU有几个核心是没什么关系的。

cpu线程多有什么好处

理论上说,一个核心只能对应一条线程。而Intel的超线程技术,是利用CPU闲置的资源整合出的虚拟线程,就计算性能来说,是不及物理核心的实际线程好的。但是,却可以在一定程度上提升处理器并行处理的能力。和乱序执行一样,超线程也是一种提高处理器使用效率的方案。

就你举得例子来说。当一个核心处理A任务时,并不是整个核心都在参与工作,还有很大的闲置资源,而这些资源可以用来对B、C、D中某一个或几个进行预处理等等工作。但是,超线程技术的一大问题就是和主线程的争夺。比如虚拟线程和物理实际线程都需要调用某一缓存单元时,虚拟线程就会暂停工作;

但是,如果该单元先于物理线程被虚拟线程调用,那么,虚拟线程就会影响物理主线程的工作,反而降低了执行效率。当下新一代的超线程技术在这个问题上做了比较好的完善,所以效果还是不错的,尽管无法和物理线程相比。当下的一个双核四线程的处理器,比如I3,在并行计算上,能超过物理三核心,和入门级四核心看齐,已经很不错了。

非常好我支持^.^

(0) 0%

不好我反对

(0) 0%

( 发表人:龚婷 )

      发表评论

      用户评论
      评价:好评中评差评

      发表评论,获取积分! 请遵守相关规定!