单处理器中的多线程

Question

我想知道单处理器系统中的多线程如何对我有用 当你创建线程时，它将仅从主线程获取执行时间片，而其他东西是线程的调度（线程之间的上下文切换）也将花费相当多的时间（抢先内核）并且一次处理器是只执行一个线程。

Answer 1

许多进程的速度受到磁盘等I / O设备速度慢的限制。使用多个线程，即使在等待慢速磁盘访问完成时也可以执行有用的工作。当然，如果你的进程不受I / O限制，那么单个处理器上的多线程可以导致减速，而不是加速 - 这是一个关于课程的马的问题。

Answer 2

使用多个线程对用户体验也很有帮助，即使事情实际上并没有因为它而运行得更快。

当操作在后台运行时，看到整个窗口拒绝重新绘制更糟糕的事情，尤其是当进度条当然变得无用时。

Answer 3

因为有时线程是表达程序最自然的方式。线程为您提供了一种表示应该从概念上同时运行的任务的方法。即使在单处理器上，它们显然不能同时运行。

使用线程的一个常见区域是GUI，例如。您不希望您的GUI无响应，因为在该程序的另一个区域中正在进行大量工作。因此，通过将GUI拆分为另一个线程，尽管程序中的其他位置进行了大量计算，您仍然可以响应GUI。

Answer 4

如果你把繁重的工作放在不同的线程中，gui仍然会响应。

Answer 5

多线程的发明是因为发现程序大部分时间都在等待I / O.如果处理器在其他程序之间共享，则可以使用该空闲时间。尽管管理线程/进程花费了一些处理器时间，但发现这种做法比一次运行一个程序更有效率。

Answer 6

这取决于操作系统，但调度程序通常也会考虑线程优先级。例如，对于“实时”音频应用程序（例如，通过某些处理来记录音频），处理和记录比UI刷新更重要，因为如果你甚至错过几个样本，音频信号将永远丢失。

大多数“专业级”音频应用程序在多核CPU成为普通用户之前就已经使用了多线程。

Answer 7

使用单处理器系统，多线程有助于在多个任务之间共享CPU，因此在完成之前，任何人都不会占用CPU。

Answer 8

一个很好的例子是游戏，你必须同时做很多事情。

常见的方法是有一个主循环来处理事件，游戏逻辑，物理，图形和声音;但是如果这些任务需要以非静态确定的方式交错，因为它们中的一些需要多次迭代来完成（例如，你丢弃一些帧，但游戏逻辑仍在运行）或者你需要声音更频繁，因为否则会听到毛刺;游戏的调度程序可能变得越来越复杂......

在这种情况下，您可以将任务拆分为线程，让操作系统为您执行调度工作。但是你需要非常仔细地设计它，因为很可能所有的线程必须读取相同的数据（世界状态），并且其中一个或两个也写它（游戏逻辑和物理），因此必须坚固正确的锁。

Answer 9

有趣的是，当我在我的单处理器 PC上尝试PLINQ示例（并行LINQ，即使用LINQ表达式表示的自动多线程）时，我仍然获得了大约2倍的速度提升。这令我感到困惑，但我最好的猜测是它与超线程有关。因此，单核CPU显然可以表现为使用同时多线程执行。我真的不明白超线程，但我猜想发生的事情是第二个线程适合第一个线程看到CPU空闲的时间。

值得尝试。

Answer 10

多线程在单处理器中很有用，因为可以在多个线程的帮助下在I / O设备和CPU上同时运行进程。