问:如果一个和尚挑水喝,两个和尚抬水喝,三个和尚没水喝,那么众人拾柴一定火焰高吗?
多线程一定能提高程序性能吗?在计算机科学中,这个问题的标准答案是“it depends”,看情况。
计算机中的一切设计都是为了更加高效的利用硬件资源,包括:CPU、内存、IO等,我们一样一样来了解一下。
多线程与CPU是程序员了解的最多的,我们知道多线的目的之一在于充分利用多核,但这里有个前提就是你要处理的任务真的能拆分成独立的子任务。
举个例子,如果你想对一个数组所有元素的和,那么这个任务就可以拆分成为两个独立的子任务:任务A计算前一半数组元素的和,任务B计算后一半数组元素的和,然后任务A和任务B分别交给两个线程来执行。
如果是在多核系统下这类多线程并行处理将显著提高程序性能,但这种使用多线程充分利用多核带来的性能提升是有上限的。
道理很简单,这就好比盖房子,盖房子算是个不大不小的工程,让一个人来完成也不是不可以,但再来六七个人显然能加快工程速度,但是再来成百上千工人来盖一栋房子可能速度反而会变慢,毕竟资源是有限的(可用的工具等),人一多需要用在协调上的时间就会变多,多线程也是同样的道理,当线程数量超过某个临界点时操作系统就开始忙不过来了(频繁调度切换),我称之为三个和尚没水喝现象。 但如果系统是单核的,那么这种任务拆分则不会有什么效果,因为不管你创建多少线程真正工作的CPU只有一个。
当然也有可能我们根本就不能对任务进行拆分,像计算斐波那契数列这类问题,如果你不能计算出f(n-1)与f(n-2)的解,那么你根本就没有办法计算出当前问题f(n)的解,被拆分的两个任务A和B有前后依赖关系,这时多线程就没有用武之地了。
还有一种可能,就是你的问题规模非常小,如果这个数组是有几百几千个元素,那么这时你使用多线程意义不大,这时使用多线程带来的收益不足以抵消掉多线程带来的性能开销。
多线程一定能提升程序的IO性能吗?答案显然不是的。
最简单的场景是这样的,你的程序需要从一个速度极慢的网络链接上读写数据,在这种情况下一个线程很可能就足以应付的过来,创建多个线程反而可能对程序性能有损。
相同的情况也会出现在磁盘上,一个线程可能就已经将磁盘打满,这时创建多个线程去读写文件显然不能加快程序的处理速度。
而在服务器端,程序员也使用多线程加快程序处理速度,在这里,一个典型的问题是阻塞式网络IO会导致调用线程被挂起而暂停运行,此时最简单的方法就是创建多个线程,每个线程处理一个请求,但随着请求的增多创建的线程也会越来越多,此时三个和尚没水喝现象开始出现,IO多路复用技术可以很好的解决这一问题。
当然,如果你的场景是IO会阻塞住处理线程,那么此时创建两个线程,一个负责处理数据,一个负责等待IO,那么这显然会提高程序性能。
内存其实和磁盘一样,也是有读写带宽上限的,但我们的程序一般都不会达到内存读写带宽上限,这并不是瓶颈。
瓶颈在于多线程共享的内存资源(数据)以及多核系统的cache一致性问题。
一般来说,对于多线程共享资源通常需要互斥访问,然而为加快内存读写速度,现代处理器中都有cache系统(L1、L2、L3),每个核心都有自己的cache,这些cache会缓存内存数据,也就是说一份数据可能会同时存在于内存以及各个核心的cache中,这就会带来经典的数据一致性问题:某个核心修改了cache中的数据后需要将其同步给其它核心,这就要求cache系统中必须有能确保一致性的协议,否则程序可能会读取到错误的(过期的)数据。 然而这种同步是有性能损耗的,多个线程频繁操作同一个变量可能导致处理器cache系统需要频繁在各个核心之间进行同步,极端情况下多线程程序性能甚至比单线程要差。
因此多线程之间能不共享数据就不要共享,如果一定要共享,那么就尽量将其控制在最小范围,读写频次控制到最少。
本文由哈喽比特于2年以前收录,如有侵权请联系我们。
文章来源:https://mp.weixin.qq.com/s/VHPxbmBG5GzdBK5EsEbRCQ
京东创始人刘强东和其妻子章泽天最近成为了互联网舆论关注的焦点。有关他们“移民美国”和在美国购买豪宅的传言在互联网上广泛传播。然而,京东官方通过微博发言人发布的消息澄清了这些传言,称这些言论纯属虚假信息和蓄意捏造。
日前,据博主“@超能数码君老周”爆料,国内三大运营商中国移动、中国电信和中国联通预计将集体采购百万台规模的华为Mate60系列手机。
据报道,荷兰半导体设备公司ASML正看到美国对华遏制政策的负面影响。阿斯麦(ASML)CEO彼得·温宁克在一档电视节目中分享了他对中国大陆问题以及该公司面临的出口管制和保护主义的看法。彼得曾在多个场合表达了他对出口管制以及中荷经济关系的担忧。
今年早些时候,抖音悄然上线了一款名为“青桃”的 App,Slogan 为“看见你的热爱”,根据应用介绍可知,“青桃”是一个属于年轻人的兴趣知识视频平台,由抖音官方出品的中长视频关联版本,整体风格有些类似B站。
日前,威马汽车首席数据官梅松林转发了一份“世界各国地区拥车率排行榜”,同时,他发文表示:中国汽车普及率低于非洲国家尼日利亚,每百户家庭仅17户有车。意大利世界排名第一,每十户中九户有车。
近日,一项新的研究发现,维生素 C 和 E 等抗氧化剂会激活一种机制,刺激癌症肿瘤中新血管的生长,帮助它们生长和扩散。
据媒体援引消息人士报道,苹果公司正在测试使用3D打印技术来生产其智能手表的钢质底盘。消息传出后,3D系统一度大涨超10%,不过截至周三收盘,该股涨幅回落至2%以内。
9月2日,坐拥千万粉丝的网红主播“秀才”账号被封禁,在社交媒体平台上引发热议。平台相关负责人表示,“秀才”账号违反平台相关规定,已封禁。据知情人士透露,秀才近期被举报存在违法行为,这可能是他被封禁的部分原因。据悉,“秀才”年龄39岁,是安徽省亳州市蒙城县人,抖音网红,粉丝数量超1200万。他曾被称为“中老年...
9月3日消息,亚马逊的一些股东,包括持有该公司股票的一家养老基金,日前对亚马逊、其创始人贝索斯和其董事会提起诉讼,指控他们在为 Project Kuiper 卫星星座项目购买发射服务时“违反了信义义务”。
据消息,为推广自家应用,苹果现推出了一个名为“Apps by Apple”的网站,展示了苹果为旗下产品(如 iPhone、iPad、Apple Watch、Mac 和 Apple TV)开发的各种应用程序。
特斯拉本周在美国大幅下调Model S和X售价,引发了该公司一些最坚定支持者的不满。知名特斯拉多头、未来基金(Future Fund)管理合伙人加里·布莱克发帖称,降价是一种“短期麻醉剂”,会让潜在客户等待进一步降价。
据外媒9月2日报道,荷兰半导体设备制造商阿斯麦称,尽管荷兰政府颁布的半导体设备出口管制新规9月正式生效,但该公司已获得在2023年底以前向中国运送受限制芯片制造机器的许可。
近日,根据美国证券交易委员会的文件显示,苹果卫星服务提供商 Globalstar 近期向马斯克旗下的 SpaceX 支付 6400 万美元(约 4.65 亿元人民币)。用于在 2023-2025 年期间,发射卫星,进一步扩展苹果 iPhone 系列的 SOS 卫星服务。
据报道,马斯克旗下社交平台𝕏(推特)日前调整了隐私政策,允许 𝕏 使用用户发布的信息来训练其人工智能(AI)模型。新的隐私政策将于 9 月 29 日生效。新政策规定,𝕏可能会使用所收集到的平台信息和公开可用的信息,来帮助训练 𝕏 的机器学习或人工智能模型。
9月2日,荣耀CEO赵明在采访中谈及华为手机回归时表示,替老同事们高兴,觉得手机行业,由于华为的回归,让竞争充满了更多的可能性和更多的魅力,对行业来说也是件好事。
《自然》30日发表的一篇论文报道了一个名为Swift的人工智能(AI)系统,该系统驾驶无人机的能力可在真实世界中一对一冠军赛里战胜人类对手。
近日,非营利组织纽约真菌学会(NYMS)发出警告,表示亚马逊为代表的电商平台上,充斥着各种AI生成的蘑菇觅食科普书籍,其中存在诸多错误。
社交媒体平台𝕏(原推特)新隐私政策提到:“在您同意的情况下,我们可能出于安全、安保和身份识别目的收集和使用您的生物识别信息。”
2023年德国柏林消费电子展上,各大企业都带来了最新的理念和产品,而高端化、本土化的中国产品正在不断吸引欧洲等国际市场的目光。
罗永浩日前在直播中吐槽苹果即将推出的 iPhone 新品,具体内容为:“以我对我‘子公司’的了解,我认为 iPhone 15 跟 iPhone 14 不会有什么区别的,除了序(列)号变了,这个‘不要脸’的东西,这个‘臭厨子’。