CPU的核、程序和執行緒
阿新 • • 發佈：2018-11-04
轉自https://www.cnblogs.com/-new/p/7234332.html
一、CPU與核心
物理核
- 物理核數量=cpu數(機子上裝的cpu的數量)*每個cpu的核心數
虛擬核
- 所謂的4核8執行緒，4核指的是物理核心。通過超執行緒技術，用一個物理核模擬兩個虛擬核，每個核兩個執行緒，總數為8執行緒。
- 在作業系統看來是8個核，但是實際上是4個物理核。
- 通過超執行緒技術可以實現單個物理核實現執行緒級別的平行計算，但是比不上效能兩個物理核。
單核cpu和多核cpu
- 都是一個cpu，不同的是每個cpu上的核心數
- 多核cpu是多個單核cpu的替代方案，多核cpu減小了體積，同時也減少了功耗
- 一個核心只能同時執行一個執行緒
二、程序和執行緒
理解
- 程序是作業系統進行資源（包括cpu、記憶體、磁碟IO等）分配的最小單位
- 執行緒是cpu排程和分配的基本單位
- 我們開啟的微信，瀏覽器都是一個程序
- 程序可能有多個子任務，比如微信要接受訊息，傳送訊息，這些子任務就是執行緒。
- 資源分配給程序，執行緒共享程序資源。
對比
| 對比 | 程序 | 執行緒 |
| 定義 | 程序是程式執行的一個實體的執行過程，是系統進行資源分配和調配的一個獨立單位 | 執行緒是程序執行和執行的最小排程單位 |
| 系統開銷 | 建立撤銷切換開銷大，資源要重新分配和收回 | 僅儲存少量暫存器的內容，開銷小，在程序的地址空間執行程式碼 |
| 擁有資產 | 資源擁有的基本單位 | 基本上不佔資源，僅有不可少的資源（程式計數器，一組暫存器和棧） |
| 排程 | 資源分配的基本單位 | 獨立排程分配的單位 |
| 安全性 | 程序間相互獨立，互不影響 | 執行緒共享一個程序下面的資源，可以互相通訊和影響 |
| 地址空間 | 系統賦予的獨立的記憶體地址空間 | 由相關堆疊暫存器和和執行緒控制表TCB組成，暫存器可被用來儲存執行緒內的區域性變數 |
執行緒切換
- cpu給執行緒分配時間片(也就是分配給執行緒的時間)，執行完時間片後會切換都另一個執行緒。
- 切換之前會儲存執行緒的狀態，下次時間片再給這個執行緒時才能知道當前狀態。
- 從儲存執行緒A的狀態再到切換到執行緒B時，重新載入執行緒B的狀態的這個過程就叫上下文切換。
- 而上下切換時會消耗大量的cpu時間。
執行緒開銷
- 上下文切換消耗
- 執行緒建立和消亡的開銷
- 執行緒需要儲存維持執行緒本地棧，會消耗記憶體
三、序列、併發與並行
待補充
四、多核下執行緒選擇
計算密集型
- 程式主要為複雜的邏輯判斷和複雜的運算。
- cpu的利用率高，不用開太多的執行緒，開太多執行緒反而會因為執行緒切換時切換上下文而浪費資源。
IO密集型
- 程式主要為IO操作，比如磁碟IO(讀取檔案)和網路IO(網路請求)。
- 因為IO操作會阻塞執行緒，cpu利用率不高，可以開多點執行緒，阻塞時可以切換到其他就緒執行緒，提高cpu利用率。