multithreading - 多线程的目的是增加CPU使用率吗？

Question

我对多线程的概念很陌生，但是就我对多线程架构的整体理解而言(我了解到有硬件多线程和软件多线程；并不是说我完全理解了这个概念)每个，但我想我在这里谈论的是硬件方面)是“让你的CPU忙碌”。例如，当您当前的任务正在获取硬盘以进行数据导入时，这是为了处理另一项任务。

如果我是对的，对于非多线程CPU，如果它已经接近100%的使用率，那么切换到多线程CPU对你没有多大帮助。我说得对吗？

我确信我对问题的陈述完全不准确，但我希望我能让自己理解。

Answer 1

你被赋予了 build 一座房子的任务，你的团队由你、主管和一群 worker 组成。

当你的老板来检查进度时，你希望他看到什么？一名 worker 负责所有工作，另一名 worker 在一旁观看，还是所有 worker 都在忙碌？

你想让 worker 忙于给他们独立的任务， worker 越多，这就越难。此外，还有一些问题需要考虑: worker A被赋予 build 一堵墙的任务，并且它正在 build 它。在墙变得太高之前，混凝土需要干燥，所以A花了很多时间等待。
在等待期间，他们可以在其他地方提供帮助。
当A处于筑墙阶段时要求他们在其他地方提供帮助是没有意义的，他们要么需要拒绝，要么停止他们正在做的事情。
无论哪种方式，您都不会获得任何好处。

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工作人员相当于线程。
房子的 build 相当于一个多线程的过程。
build 墙的 worker 相当于CPU受限进程，一个根据需要使用CPU的进程。
混凝土干燥相当于一个IO操作，它会自己完成，不需要任何 worker 。
等待混凝土干燥的A工作人员相当于一个IO受限进程，它几乎什么都不做。
总是忙碌的A工作人员相当于最佳调度/多线程算法。

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现在你的任务是学习一本CS书籍，你的团队由你、一个不识字的学生和一群读者组成。

您将如何分配读者？你不能让他们单独阅读每一章，因为你不能听多个人的讲话。

因此，即使您有很多员工，您也可以挑选一个并让他们按顺序阅读这本书。

读书是一个本质上顺序问题的例子，它不会从多线程中受益，而 build 房子则是一个非常可并行化的问题的例子。

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处理多个 worker 并不容易: worker A可能会筑起一堵墙，因为他们查看了混凝土储藏室并意识到有足够的东西但没有认领。 worker B需要一些混凝土并从储藏室中取出它，现在A不再有足够的混凝土。
这相当于竞争条件:A 在两个不同的时间检查和使用资源(作为两个不同的、可分割的操作)，结果取决于工作人员的时间安排。

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如果您将 CPU 视为“可以做事的单元”，您会意识到拥有更多“可以做事的单元”只有在它们不站在那儿眺望无限远时才更好。
因此出现了所有关于多线程的文献。