multithreading - 多核处理器上的多线程、并发和并行性

Question

我一直在阅读有关该主题的内容，但对多线程和并行性感到有些困惑；我读过这个问题

“在多线程系统中，线程是如何在核心之间分配的？假设我有一个创建 6 个线程的程序。我的系统有 3 个核心。在这种情况下，线程将在 3 个核心之间分配，还是所有线程都执行在同一个核心上？” - 具有 3 个逻辑核心的物理 CPU

问题的答案表明我必须告诉操作系统哪个内核执行什么，这是在 Java 或 C# 等语言中进行多线程时的普遍真理吗？

Link to question

在我没有指定哪个内核执行的情况下，我可以在使用 Java 或 C# 等语言编写的多线程程序中实现并行性吗？

我一直在学习一些 erlang，并且我已经谈到了生成进程的主题，当这些进程被生成时； erlang 是否告诉操作系统将不同的进程分配给不同的内核？我从 Learn you some erlang 看到了这段代码，这会产生 10 个进程，每个进程都会打印出一个数字，但为什么要使用 timer:sleep 呢？这不是让程序看起来是并行的，而只是让某些东西停止，以便其他东西可以运行(比如并发)？

4> G = fun(X) -> timer:sleep(10), io:format("~p~n", [X]) end.
#Fun<erl_eval.6.13229925>
5> [spawn(fun() -> G(X) end) || X <- lists:seq(1,10)].

我在 java 中实现了这个并得到了类似的结果，我创建了 6 个线程，每个“线程”都有一个循环，它打印线程名称，然后是一个数字，然后休眠 10 毫秒。

public class ThreadTest {

public static void main(String args[]) {

    Thread t1 = new Thread(new Thread2());
    Thread t2 = new Thread(new Thread3());
    Thread t3 = new Thread(new Thread4());
    Thread t4 = new Thread(new Thread5());
    Thread t5 = new Thread(new Thread6());

    t1.start();        
    t2.start();
    t3.start();
    t4.start();
    t5.start();
  }

}

查看这两个程序是同时执行还是并行执行？我也意识到计算机速度很快，但即使我不让 java 程序进入休眠状态，它也会一个接一个地打印出来。但是，使用erlang，如果我删除 sleep ，它有时会打印出很多数字，然后打印进程数并继续计数，或者它会打印出所有数字，然后进程列表最后。

关于上面的问题，java 是同时在一个内核上做事(带有上下文切换)还是它利用更多内核并并行做事但速度太快而无法给我随机结果？ (不 sleep )

erlang 是否使用更多的内核并并行处理，因为它有时会在计算过程中打印出进程列表？ (不 sleep )

注意:我故意省略了其他线程的代码，只是认为最好解释一下这些类的作用。

Answer 1

传统的操作系统 (OS)，例如 Linux，管理多个进程的执行(进程本质上对应于程序)。

进程最初在一个线程上执行，但可以在执行时创建额外的线程。操作系统的主要任务之一是管理所有进程线程的执行。

• 当只有一个处理器时，操作系统调度程序上下文在不同线程之间切换以提供并发执行。
• 当有多个处理器时，每个处理器本质上都运行一个 OS 调度程序实例，从而执行等待运行的线程。结果是要执行的一组线程的并行执行。

一种语言中并发或线程的行为取决于它是如何实现的。

对于 Java，JVM 的实现很可能使用操作系统提供的线程机制，即 POSIX(参见 this 问题)。因此，多线程 Java 程序的性能将由操作系统决定。例如，见 details on the Linux scheduler .

使用 Erlang，情况略有不同，我认为这是困惑的根源。因为 Erlang 提倡使用大量进程(即线程)并且这些进程通过消息传递进行通信，所以线程实现必须是高效的。由于这些原因，POSIX 线程并不适合，而 Erlang 虚拟机有自己的线程机制。其工作方式是为每个具有固定关联性的内核分配一个操作系统线程，并在每个内核上运行 Erlang 调度程序。