线程级并发

来源:互联网 发布:淘宝喵喵 官换机 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 00:26

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单处理器

有了进程的抽象,可以设计出同时执行多个程序的系统,这也就导致了并发。
从出现分时(time-sharing)以来,计算机系统就有了对并发执行的支持。这种并发执行只是模拟出来的,是通过使一台计算机在它正在执行的进程间快速切换的方式实现的。这样即使处理器必须在多个任务间切换,大多数也是由一个处理器完成的。这个叫做单处理器系统。

多处理器

随着近来多核处理器和超线程(hyperthreading)的出现,导致了多处理器系统的存在。
使用线程,可以在一个进程中执行多个控制流。
多核处理器是将多个CPU(”核“)集成到一个集成电路芯片上。下面的图是Intel Core i7处理器的组织结构,其中微处理器芯片有4个CPU核,每个核都有自己的L1和L2的高速缓存,但是它们共享一个更高层次的高速缓存,以及到主存的接口。

超线程

超线程,有时候称为同时多线程(simultaneous multi-threading),是一项允许一个CPU执行多个控制流的技术。它涉及到CPU某些硬件有多个备份,比如程序计数器和寄存器文件;而其他的硬件部分只有一份,比如执行浮点运算的单元。常规的处理器需要大约20000个时钟周期做不同线程间的转换,而超线程的处理器可以再单个周期的基础上决定要执行哪一个线程(我个人的理解是因为有些硬件设备不止一份,所以不要进行保存上下文和恢复上下文的操作,只是在一个未使用的硬件设备上来执行一个新的线程)。这样使得CPU可以更好地利用它的处理资源。例如,假设一个线程必须等到某些数据被装载到高速缓存张,那么CPU就可以继续去执行另外一个线程。举例来说,Intel Core i7处理器可以让一个核执行两个线程,所以一个4核的系统实际上可以并行的执行8个线程。

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