多线程小记

1 多线程目的

多线程开发的目的：为了提高 CPU 利用率（记住这个很重要）

2 多线程举例

2.1 任务A：

a1:访问数据库-耗时10ms
a2:计算数据1-耗时2ms
b1:访问文件-耗时10ms
b2:计算数据2-耗时2ms
c1:计算数据（前面获取的数据1和数据2）-耗时2ms

2.2 执行时间对比

如果用单线程

执行的时间是26ms（10+2+10+2+2），这个很好理解

如果用多线程

这个计算时间是有些复杂的，这里等下解释

理想情况下，机器是双核，同时不考虑超线程，这个时候把 a1+a2, b1+b2 分别放入单独的线程执行（记住 I/O 是不要占用 CPU 资源的）

执行时间是 14ms(10+2+2)

这里就体现出来了，高效利用 CPU，降低执行时间，当然是合理的利用多线程，好处多多，但也不要为了多线程而多线程，看下例(任务B)：

2.3 任务B

a1:访问数据库-耗时2ms
a2:计算数据1-耗时2ms
b1:访问文件-耗时40ms
b2:计算数据2-耗时2ms
c1:计算数据（前面获取的数据1和数据2）-耗时2ms

单线程：48ms
多线程：44ms

这里多线程只比单线程节省了 4ms，而且这还是理想情况下，没有考虑到线程切换带来的损耗，如果线程切换损耗 2ms，那么使用多线程得不偿失，具体情况具体分析，当然谁也不会精确计算程序执行时间，这里需要在调试阶段或者日志记录中寻找瓶颈

3 多线程与 cpu 核数的关系

多线程只是为了提高 CPU 利用率，客观的说多线程是跟 CPU 核数是没有关系的，不要混淆概念，现代计算机的单 CPU 多核（相比较多 CPU 单核）都是为了提高计算效率，多线程跟 CPU 核数是没有关系的，单核和多核的区别就是并行了，这些就不写了。

总之多线程只是逻辑上的做事的方式，CPU 核数是提高效率的物理手段

4 超线程

超线程这个概念很有意思，上学的时候课本应该是有介绍的，请允许copy一段过来

4.2 概念

每个单位时间内，CPU只能处理一个线程（Thread）。除非有两个核心处理单元，否则要想在单位时间内处理超过一个的线程是不可能的。

超线程HT（Hyper-Threading）技术是在单个核心处理单元中集成两个逻辑处理单元，也就是一个实体内核（共享的运算单元），两个逻辑内核（有各自独立的处理器状态），从而可以在单位时间内处理两个分别进行整数和浮点运算的线程，模拟双内核运作。

4.2 例子

设一个进程要完成两个任务：任务 1 和任务 2，并且任务 1 要经历 A1àB1àC1 三个步骤才能完成，任务 2 要经历 A2àB2àC2 三个步骤才能完成。

①如果两个任务同步执行的话，完成两个任务是这样执行的：
花费时间段:

这样从 A1 到 C2 只能一个一个地执行，当 A1 执行时，CPU 被占用，B1 到 C2 的线程只能等待，甚至当它们彼此之间并不竞争同一个资源时，也要等待前面的线程执行完毕后才能执行。

②如果两个任务异步执行的话，完成两个任务是这样执行的：
花费时间段:

这样，任务1和任务2就分成两个独立的执行对象，也就是说： A1àB1àC1 和 A2àB2àC2是并发执行的。当 A1 在执行某个运算时，A2 线程可以去做其他的一些事情，比如访问磁盘等外部设备等。

对比①和②两种执行方式，完成所有任务，方式①需要 6 个时间段，而方式②只需要 3 个时间段，方式②所需时间是方式①的一半，所以方式②完成整个任务要快于方式①。

4.3 CPU 的发展简史

5 综述

一句话记住多线程的目的即可，多线程最根本的本质就是为了提高 CPU 资源利用率。不同的时代机器的配置差异化还是很大，很多指标是很难统一量化，so 调试测试是手段，也仅仅是手段而已。

多线程编程涉及到的概念还是很多，这个以自己的业务为导向，设计出最适合当前业务的实施方式，一切从实际出发。