多核编程 与 单核多线程编程的区别

1、锁竞争:

单核中,如果单个线程取得所,则获取CPU运行时间,其他等待获取锁的线程被阻塞。使用了锁,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,分别出多个线程,不再限于将用户界面操作和其他计算分离。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,各个线程计算量相差很大,也不会影响程序总计算时间。

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!不能采用简单的时间片轮转和优先级抢占。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。如果2个硬件线程的两块不同内存位于同一Cache行。当2个硬件线程同时对各自的内存进行写操作,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同时运行。需要进一步改进 优先级调度策略。

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

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

并行计算:只考虑计算并行地执行,不考虑线程间的竞争导致CPU饥饿

分布式计算:相比并行计算,能更好解决CPU饥饿,使计算均衡地分配任务到各内核

时间: 2024-11-06 08:46:57

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