多核多线程编程的一些基础知识

来源:互联网 发布:农村淘宝服务电话 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 03:34

在多核时代的程序员不能指望硬件和编译器来帮你搞定所有的事情,努力学习多核多线程编程的一些基础知识是很有必要的

前言:cpu的发展史实在是让人惊叹,买电脑 == 高cpu版本

现在好像有些明白为什么科技发烧友会穷了



1、锁竞争(lock)
单核中,使用了锁,其他等待获取锁的线程被阻塞 ,影响的只是枷锁和解锁的耗时,CPU始终运行。

多核中,若2个(更多)线程使用同一把锁,则会导致CPU饥饿。实际还是串行化执行!

2、线程分解和执行的区别:

对单核CPU,对客户端软件,采用多线程,主要是 创建多线程将一些计算放在后台执行,而不影响用户交互操作。
用户界面 & 其他计算 并行进行)提高用户的操作性能!

多核中,分解多个线程使为了让计算分配到各CPU上执行。执行线程数量与CPU核数有关!如果线程数小于核数,某些CPU肯定处于空闲状态。


3、CPU核负载平衡:

单核中不考虑 负载平衡,

多核中,必须考虑将各个线程计算量均衡到各CPU

4、任务调度策略区别:
单核中,任务调度主要考虑分时,某些任务的优先执行!常用:时间片轮转,优先级抢占!
多核中,任务调度比单核有新的需求。要考虑 不同任务的耗时,和计算均衡!而总的调用操作系统不能掌握。需要程序员实现!


5、CPU cache存取:
CPU读取Cache时,以行为单位读取。导致2个线程同时写一个cache行。冲突!!【伪内存问题】
单核机,不存在 伪内存问题
多核机,存在伪内存问题!想办法,使不同的内存块映射到不同Cache行

6、任务优先级抢先的区别
单核CPU中,优先级抢占很常见的任务调度策略。
多核CPU中,多个核可导致,低优先级和高优先级的任务可以同时运行。需要进一步改进 优先级调度策略
cpu分一个优先级

7、串行计算与并行计算、分布式计算的区别
单核多线程编程中,都是串行算法。用不到并行计算,更用不到分布式计算
多核编程中,多采用 并行计算 和 分布式计算

其中:
并行计算=并行设计模式+并行算法
分布式计算复杂度 > 并行计算的复杂度 > 串行计算复杂度