现在的个人计算机动辄拥有十来个核心(M1 Max/Intel 12代),如果使用串行的方式那真是太低调了,因此我们把各种任务简单分成多个队列,每个队列都交给一个 CPU 核心去执行,当某个 CPU 核心没有任务时,它还能去其它核心的队列中偷任务(真·老黄牛),这样就实现了并行化处理。
#### 单核心并发
#### 单核心并发
那问题来了,在早期只有一个 CPU 核心时,我们的任务是怎么处理的呢?其实聪明的读者应该已经想到,是的,并发解君愁。当然,这里还得提到操作系统的多线程,正是操作系统多线程 + CPU核心,才实现了现代化的多任务操作系统。
那问题来了,在早期只有一个 CPU 核心时,我们的任务是怎么处理的呢?其实聪明的读者应该已经想到,是的,并发解君愁。当然,这里还得提到操作系统的多线程,正是操作系统多线程 + CPU核心,才实现了现代化的多任务操作系统。
在 OS 级别,多线程负责管理我们的任务队列,你可以简单认为一个线程管理着一个任务队列,然后线程之间还能根据空闲度进行任务调度。我们的程序只会跟 OS 线程打交道,并不关心 CPU 到底有多少个核心,真正关心的只是 OS,当线程把任务交给 CPU 核心去执行时,如果只有一个 CPU 核心,那么它就只能同时处理一个任务。
在 OS 级别,多线程负责管理我们的任务队列,你可以简单认为一个线程管理着一个任务队列,然后线程之间还能根据空闲度进行任务调度。我们的程序只会跟 OS 线程打交道,并不关心 CPU 到底有多少个核心,真正关心的只是 OS,当线程把任务交给 CPU 核心去执行时,如果只有一个 CPU 核心,那么它就只能同时处理一个任务。
相信大家都看出来了:**CPU核心**对应的是上图的咖啡机,而**多个线程的任务队列**就对应的多个排队的队列,由于终受限于 CPU 核心数,每个队列每次只会有一个任务被处理。
和排队一样,假如某个任务执行时间过长,就会导致用户界面的假死(相信使用 Windows 的同学或多或少都碰到过假死的问题), 那么就需要 CPU 的任务调度了(真实 CPU 的调度很复杂,我们这里做了简化),有一个调度器会按照某些条件从队列中选择任务进行执行,并且当一个任务执行时间过长时,会强行切换该任务到后台中(或者放入任务队列,真实情况很复杂!),去执行新的任务。
和排队一样,假如某个任务执行时间过长,就会导致用户界面的假死(相信使用 Windows 的同学或多或少都碰到过假死的问题), 那么就需要 CPU 的任务调度了(真实 CPU 的调度很复杂,我们这里做了简化),有一个调度器会按照某些条件从队列中选择任务进行执行,并且当一个任务执行时间过长时,会强行切换该任务到后台中(或者放入任务队列,真实情况很复杂!),去执行新的任务。
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当 CPU 核心增多到 `N` 时,那么同一时间就能有 `N` 个任务被处理,那么我们的并行度就是 `N`,相应的处理效率也变成了单核心的 `N` 倍(实际情况并没有这么高)。
当 CPU 核心增多到 `N` 时,那么同一时间就能有 `N` 个任务被处理,那么我们的并行度就是 `N`,相应的处理效率也变成了单核心的 `N` 倍(实际情况并没有这么高)。