CPU核心数线程数、程序进程线程、并发并行

2022/6/29 5:21:23

本文主要是介绍CPU核心数线程数、程序进程线程、并发并行,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

核心数(物理概念)
8核:有8个相对独立的CPU核心单元组,这是物理概念,也就是说1个CPU有 8个独立的小CPU,物理上只能同时处理8个任务,也就是物理上是8核8线程。

线程数(逻辑概念)
既然物理上是8核8线程,为什么这里有16个线程呢?
原理是使用了超线程技术。
简单理解:这个技术可以把1个CPU当成2个CPU用,也就是把一个CPU变成了2个两个逻辑处理器,来共享处理器的物理执行单元,可以同时进行操作,这就把原来1个线程变成了2个线程,提高了CPU的使用效率。

程序、进程、 线程
注意:CPU内核数,和进程线程没直接关系

程序
为了完成任务,而用某种语言编写的一组指令的集合,
是一段静态的代码,静态对象。

进程
是一个正在运行的程序。
是一个动态的过程:有它自身的产生、存在、和消亡的过程——生命周期。
是操作系统(OS)进行资源(CPU、内存、GPU等)分配的最小单位。
有自己独立的地址空间,其内部的各个线程共享该地址空间。
每个进程是由私有的虚拟地址空间、代码、数据和其它各种系统资源组成

直观理解:打开的任何一个程序是一个进程,比如游戏,浏览器等

线程
是CPU调度和分配的基本单位。
一个进程可由多个线程的执行单元组成,每个线程都运行在同一进程的上下文中,共享同样的代码和全局数据。

直观理解:使用一个程序的某个功能是一个线程,比如新打开一个网页,使用杀毒软件清理垃圾等

进程和线程的关系
(1)地址空间:进程内的一个执行单元;进程至少有一个线程;它们共享进程的地址空间;而进程有自己独立的地址空间;
(2)资源拥有:进程是资源分配和拥有的单位,同一个进程内的线程共享进程的资源
(3)线程是处理器调度的基本单位,但进程不是.
4)二者均可并发执行.

并行和并发
一:
并发是指一个处理器同时处理多个任务。
并行是指多个处理器或者是多核的处理器同时处理多个不同的任务。
并发是逻辑上的同时发生(simultaneous),而并行是物理上的同时发生。
来个比喻:并发是一个人同时吃三个馒头,而并行是三个人同时吃三个馒头。
二:
并行(parallel):指在同一时刻,有多条指令在多个处理器上同时执行。就好像两个人各拿一把铁锨在挖坑,一小时后,每人一个大坑。所以无论从微观还是从宏观来看,二者都是一起执行的。

并发(concurrency):指在同一时刻只能有一条指令执行,但多个进程指令被快速的轮换执行,使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果,但在微观上并不是同时执行的,只是把时间分成若干段,使多个进程快速交替的执行。这就好像两个人用同一把铁锨,轮流挖坑,一小时后,两个人各挖一个小一点的坑,要想挖两个大一点得坑,一定会用两个小时。

并行在多处理器系统中存在,而并发可以在单处理器和多处理器系统中都存在,并发能够在单处理器系统中存在是因为并发是并行的假象,并行要求程序能够同时执行多个操作,而并发只是要求程序假装同时执行多个操作(每个小时间片执行一个操作,多个操作快速切换执行)。
三:
当有多个线程在操作时,如果系统只有一个CPU,则它根本不可能真正同时进行一个以上的线程,它只能把CPU运行时间划分成若干个时间段,再将时间段分配给各个线程执行,在一个时间段的线程代码运行时,其它线程处于挂起状态.这种方式我们称之为并发(Concurrent)。

当系统有一个以上CPU时,则线程的操作有可能非并发.当一个CPU执行一个线程时,另一个CPU可以执行另一个线程,两个线程互不抢占CPU资源,可以同时进行,这种方式我们称之为并行(Parallel)。
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