第25章 线程处理(2)

本文探讨了在计算机系统中合理使用线程的重要性,强调了每个线程的开销,包括创建、内存分配和初始化等成本。同时,介绍了CPU的发展趋势,包括多核和超线程技术,以及如何在软件开发中充分利用这些技术提高性能。文章还概述了现代操作系统如Windows如何支持多CPU技术,以及在不同架构下的线程和CPU核心的限制。

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25.3 停止疯狂

如果唯一关心的就是原始性能,那么任何机器上最优的线程数就是那台机器的CPU的数目。

在Windows中,一个进程是十分“昂贵”的。创建一个进程通常要花几秒钟的时间,必须分配大量内存,这些内存必须初始化,exe和dll文件必须从磁盘上加载。

今天系统中的大多数线程都是由本地(native)代码创建的。所以,线程的用户模式栈仅仅是保留(预订)地址空间,而且栈极有可能并没有完全提交(fully committed)来获取物理存储。

无论如何,即使抛开用户模式栈不谈,所有线程也仍然会分配到一个内核对象、内核模式栈以及其他资源。这种觉得线程廉价便胡乱创建线程的势头必须遏止;线程并不廉价——相反,它们很"贵",要理性地使用它们。

25.4 CPU发展趋势

由于CPU厂商不能做到一直提升CPU的速度,所以它们改为侧重于将晶体管做得更小,使一个芯片上能容下更多的晶体管。今天,一个硅芯片可以容纳两个或者更多的CPU内核。这样一来,如果在写软件时能利用多个内核,软件就能运行得更快一些。

今天的计算机使用了以下三种多CPU技术:

  • 多个CPU 有的计算机安装了多个CPU。
  • 超线程芯片 这种技术(Intel专利)允许一个芯片在操作系统中显示成两个。芯片中包含两组架构状态(比如CPU寄存器),但芯片只有一组执行资源。对于Windows,这看起来是安装了两个CPU,所以Windows会同时调度两个线程。
  • 多核芯片 几年前,包含多个内核的CPU芯片问世了。
25.5 NUMA架构的机器

32位Widnows首次问世时,它设计成支持最多在一台机器上安装32个CPU。后来,Microsoft开始提供64位Windows,它支持最多在一台机器中安装64个CPU。

今天的CLR还是不能利用处理器组,所以它创建的所有线程都在处理器组0(默认组)中运行。在64位Windows中运行时,最多使用64核。由于32位windows只支持处理器组0,而且只支持32个CPU,所以托管应用程序在32位Windows中运行时,最多能使用32核。

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