編程開發(fā)中多線程一定比單線程執(zhí)行效率高嗎

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一、什么是串行?什么是并行?

串行：任務(wù)進(jìn)行排隊(duì)，一個(gè)一個(gè)執(zhí)行;

并行：多個(gè)任務(wù)齊頭并進(jìn)。

二、單核、多核這兩種情況下的并行。

單核情況下的并行：并非真的是多個(gè)任務(wù)同時(shí)進(jìn)行的，是需要在這任務(wù)之間來回切換(即上下文切換)的。

多核情況下的并行：是幾核，就能真正做到幾核同時(shí)執(zhí)行各自的任務(wù)。

三、任務(wù)的兩大類型。

“計(jì)算密集型”任務(wù)：

特點(diǎn)是要進(jìn)行大量的計(jì)算，消耗CPU資源，比如計(jì)算圓周率、對視頻進(jìn)行高清解碼等等，全靠CPU的運(yùn)算能力。

這種計(jì)算密集型任務(wù)雖然也可以用多任務(wù)完成，但是任務(wù)越多，花在任務(wù)切換的時(shí)間就越多，CPU執(zhí)行任務(wù)的效率就越低，所以，要高效地利用CPU，計(jì)算密集型任務(wù)同時(shí)進(jìn)行的數(shù)量應(yīng)當(dāng)?shù)扔贑PU的核心數(shù)。

“IO密集型”任務(wù)：

涉及到網(wǎng)絡(luò)、磁盤IO的任務(wù)都是IO密集型任務(wù)，這類任務(wù)的特點(diǎn)是CPU消耗很少，任務(wù)的大部分時(shí)間都在等待IO操作完成(因?yàn)镮O(指把內(nèi)容從硬盤上讀到內(nèi)存的過程，或者是從網(wǎng)絡(luò)上接收信息到本機(jī)內(nèi)存的過程)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于CPU和內(nèi)存的速度)。

對于IO密集型任務(wù)，任務(wù)越多，CPU效率越高，但也有一個(gè)限度。常見的大部分任務(wù)都是IO密集型任務(wù)，比如Web應(yīng)用。

四、看完了上面幾點(diǎn)，我們就可以對“并行的執(zhí)行效率一定會(huì)高于串行嗎”這個(gè)問題作出解答了。

答：并不一定，取決于機(jī)器的核數(shù)和任務(wù)類型。

1.如果是執(zhí)行多個(gè)計(jì)算密集型任務(wù)：

①單核：串行 > 并行。

②多核：并行 > 串行。

2.如果是執(zhí)行多個(gè)IO密集型任務(wù)：

①單核：并行 > 串行。

②多核：并行 > 串行。

在多核或多CPU，或支持Hyper-threading的CPU上使用多線程程序設(shè)計(jì)的好處是顯而易見，即提高了程序的執(zhí)行吞吐率。

在單CPU或單核的計(jì)算機(jī)上，使用多線程技術(shù)，也可以把進(jìn)程中負(fù)責(zé)I/O處理、人機(jī)交互而常被阻塞的部分與密集計(jì)算的部分分開來執(zhí)行，編寫專門的workhorse線程執(zhí)行密集計(jì)算，從而提高了程序的執(zhí)行效率。

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