CPU與核心及進(jìn)程和線程認(rèn)識

CPU與核心

物理核

物理核數(shù)量 = cpu數(shù)(機(jī)子上裝的cpu的數(shù)量)*每個(gè)cpu的核心數(shù)

虛擬核

所謂的4核8線程，4核指的是物理核心。通過超線程技術(shù)，用一個(gè)物理核模擬兩個(gè)虛擬核，每個(gè)核兩個(gè)線程，總數(shù)為8線程。

在操作系統(tǒng)看來是8個(gè)核，但是實(shí)際上是4個(gè)物理核。

通過超線程技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)物理核實(shí)現(xiàn)線程級別的并行計(jì)算，但是比不上性能兩個(gè)物理核。

單核cpu和多核cpu

都是一個(gè)cpu，不同的是每個(gè)cpu上的核心數(shù)

多核cpu是多個(gè)單核cpu的替代方案，多核cpu減小了體積，同時(shí)也減少了功耗

一個(gè)核心只能同時(shí)執(zhí)行一個(gè)線程

進(jìn)程和線程

理解

進(jìn)程是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源（包括cpu、內(nèi)存、磁盤IO等）分配的最小單位

線程是cpu調(diào)度和分配的基本單位

我們打開的微信，瀏覽器都是一個(gè)進(jìn)程

進(jìn)程可能有多個(gè)子任務(wù)，比如微信要接受消息，發(fā)送消息，這些子任務(wù)就是線程。

資源分配給進(jìn)程，線程共享進(jìn)程資源。

對比

線程切換

cpu給線程分配時(shí)間片(也就是分配給線程的時(shí)間)，執(zhí)行完時(shí)間片后會切換都另一個(gè)線程。

切換之前會保存線程的狀態(tài)，下次時(shí)間片再給這個(gè)線程時(shí)才能知道當(dāng)前狀態(tài)。

從保存線程A的狀態(tài)再到切換到線程B時(shí)，重新加載線程B的狀態(tài)的這個(gè)過程就叫上下文切換。

而上下切換時(shí)會消耗大量的cpu時(shí)間。

線程開銷

上下文切換消耗

線程創(chuàng)建和消亡的開銷

線程需要保存維持線程本地棧，會消耗內(nèi)存

串行，并發(fā)與并行

串行

多個(gè)任務(wù)，執(zhí)行時(shí)一個(gè)執(zhí)行完再執(zhí)行另一個(gè)。

比喻：吃完飯?jiān)倏辞蛸悺?/p>

并發(fā)

多個(gè)線程在單個(gè)核心運(yùn)行，同一時(shí)間一個(gè)線程運(yùn)行，系統(tǒng)不停切換線程，看起來像同時(shí)運(yùn)行，實(shí)際上是線程不停切換。

比喻： 一會跑去食廳吃飯，一會跑去客廳看球賽。

并行

每個(gè)線程分配給獨(dú)立的核心，線程同時(shí)運(yùn)行。

比喻：一邊吃飯一邊看球賽。

多核下線程數(shù)量選擇

計(jì)算密集型

程序主要為復(fù)雜的邏輯判斷和復(fù)雜的運(yùn)算。

cpu的利用率高，不用開太多的線程，開太多線程反而會因?yàn)榫€程切換時(shí)切換上下文而浪費(fèi)資源。

IO密集型

程序主要為IO操作，比如磁盤IO(讀取文件)和網(wǎng)絡(luò)IO(網(wǎng)絡(luò)請求)。

因?yàn)镮O操作會阻塞線程，cpu利用率不高，可以開多點(diǎn)線程，阻塞時(shí)可以切換到其他就緒線程，提高cpu利用率。

總結(jié)

提高性能的一種方式：提高硬件水平，處理速度或核心數(shù)。

另一種方式：根據(jù)場景，合理設(shè)置線程數(shù)，軟件上提高cpu利用率。