对多线程程序，单核cpu与多核cpu如何工作相关的探讨

我们程序员在编码的时候，涉及到技术方案时，往往会忽略掉代码对性能方面的影响，或者没有足够的敏感度来帮助自己判断自己的技术方案对系统性能造成的影响。改进的方式之一是，我们需要对底层系统的原理更了解一点，这样心里才能有杆秤，知道选择什么样的技术去实现代码，可能带来什么样的问题。
这篇文章，通过收集一些论坛讨论问题，来帮助大家了解cpu对多线程的程序如何处理，性能会有什么影响和取舍，虽然内容有些基础，但往往我们最容易忽略的就是这些基础。

1. 多线程在单核和多核CPU上的执行效率问题的讨论

a1: 多线程在单cpu中其实也是顺序执行的，不过系统可以帮你切换那个执行而已，其实并没有快（反而慢）

多个cpu的话就可以在两个cpu中同时执行了..............

a2: 单核CPU上运行的多线程程序, 同一时间只能一个线程在跑, 系统帮你切换线程而已, 系统给每个线程分配时间片来执行, 每个时间片大概10ms左右, 看起来像是同时跑, 但实际上是每个线程跑一点点就换到其它线程继续跑

效率不会有提高的
切换线程反倒会增加开销

a3: #3楼说的是对的。所以一般没有必要的话，尤其在单核CPU的时候，不推荐使用多线程。

单核CPU时使用多线程，通常是有线程要处于等待状态。
而对于普通的进度条更新类的，能够简单控制的（比如：在循环里面手动处理消息）就简单控制，一般不使用线程，这样可以提高程序的性能。并且避免掉不必要的线程同步问题。

a4: 你试一下双核三线程，保准效率反而比双线程低！

算法同样时，CPU占用率达到100%的最小线程数效率最高，如果是cpu占率率高的运算单核单线程，双核双线程，四核四线程是最适合的。
但为什么有时候线程数超过CPU内核数会更快呢？原因是这种程序的单个线程运算量不足以占满CPU一个内核（比如存在大量IO操作，IO比较慢，是程序瓶颈）。

a5: 多线程的用处在于，做某个耗时的操作时，需要等待返回结果，这时用多线程可以提高程序并发程度。如果一个不需要任何等待并且顺序执行能够完成的任务，用多线程简直是浪费。

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2. 浅谈多核CPU、多线程与并行计算

a1: CPU发展趋势

核心数目依旧会越来越多，依据摩尔定律，由于单个核心性能提升有着严重的瓶颈问题，普通的桌面PC有望在2017年末2018年初达到24核心（或者16 核32线程），我们如何来面对这突如其来的核心数目的增加？编程也要与时俱进。笔者斗胆预测，CPU各个核心之间的片内总线将会采用4路组相连），因为全相连太过复杂，单总线又不够给力。而且应该是非对称多核处理器，可能其中会混杂几个DSP处理器或流处理器。

a2: 线程越多越好吗？什么时候才有必要用多线程？

线程必然不是越多越好，线程切换也是要开销的，当你增加一个线程的时候，增加的额外开销要小于该线程能够消除的阻塞时间，这才叫物有所值。

Linux自从2.6内核开始，就会把不同的线程交给不同的核心去处理。Windows也从NT.4.0开始支持这一特性。

什么时候该使用多线程呢？这要分四种情况讨论：

a.多核CPU——计算密集型任务。此时要尽量使用多线程，可以提高任务执行效率，例如加密解密，数据压缩解压缩（视频、音频、普通数据），否则只能使一个核心满载，而其他核心闲置。

b.单核CPU——计算密集型任务。此时的任务已经把CPU资源100%消耗了，就没必要也不可能使用多线程来提高计算效率了；相反，如果要做人机交互，最好还是要用多线程，避免用户没法对计算机进行操作。

c.单核CPU——IO密集型任务，使用多线程还是为了人机交互方便，

d.多核CPU——IO密集型任务，这就更不用说了，跟单核时候原因一样。

程序员需要掌握的技巧/技术

(1)减少串行化的代码用以提高效率。这是废话。

(2)单一的共享数据分布化：把一个数据复制很多份，让不同线程可以同时访问。

(3)负载均衡，分为静态的和动态的两种。具体的参见有关文献。

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3. 请问:CPU的多核和应用程序的多线程的关系是怎么样的?

a1: 多核儿就是系统同时可以运行多个线程，比如双核可以同时执行两个线程。单核儿只能一次执行一个线程。

a2: 试了一个ping 从192.168.0.1 到192.169.0.255的程序

用多线程做的，发现在单核的机器上和多核的机器运行性能有两倍左右的差异。

a3: 多核对于用户,应该说对于程序员来说,是透明的,根本不用管它,当你是单核的编程就可以了,除非使用OpenMP进行编程,就用很多条条框框了,另外你上面的测试是不准确的,网络(主要是远程主机)会因为不同时候而有不同的响应速度,你应该在干净的本机同环境下进行测试.但是,对于多线程多核优于单核还是可以确定的. 总之,我们不用担心程序在单核或多核上会出现并发问题.

a4: 多核指的是CPU有多个核心，多线程是程序有多个线程在同时执行。
多核也要用多线程才能发挥优势。
同样，多线程要在多核上才能真正有优势。
这点来说，对程序员不是透明的。程序员可以控制程序/线程在哪个CPU(核)上运行。用户也可以控制程序在哪几个核上运行。所以多核，多线程对用户和程序员都不是透明的。程序员必须了解这方面的知识。才能让程序最大限度的发挥机器的性能。

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二月的狮子