Java多线程:线程数与CPU核心数的微妙关系
许多Java初学者错误地认为,线程数等于CPU核心数可以避免线程竞争。例如,四个线程对应于四个CPU核心,每个线程可以占据一个核心,以避免所谓的“线程抢夺”。 但事实并非如此简单。
理想情况下,如果程序简单,线程运行时间稳定,操作系统调度高效,每个线程确实可以分配到CPU核心。然而,实际情况远比这复杂。 “线程抢夺”的根本原因在于操作系统的线程调度机制。即使线程数等于核心数,操作系统仍然需要调度,主要是因为:
- 线程运行时间的不确定性: 由于I/O操作,线程运行时间不同,甚至可能被阻塞。在核心空闲时间后,操作系统必须决定接下来运行哪个线程。
- 线程优先级的影响: 操作系统根据线程优先级确定调度顺序,高优先级线程更容易获得CPU执行权。
- 系统负载干扰: CPU资源也被用于系统中的其他过程,影响线程调度。
- 线程切换费用: 即使线程数等于核心数,线程切换本身也需要时间,操作系统需要保存和恢复线程上下文。
因此,即使线程数等于核心数,线程仍将与CPU资源竞争,但竞争程度相对较低。 由于多个线程必须共享有限的CPU资源,因此当线程数超过CPU核心数时,竞争将更加激烈。 如果线程数更多,你的问题会怎么样? 这是问题的关键:如果线程数超过核心数,“线程抢夺”是不可避免的。
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