更新時(shí)間:2020-07-28 15:46:05 來源:動(dòng)力節(jié)點(diǎn) 瀏覽1933次
盡管面臨很多挑戰(zhàn),多線程有一些優(yōu)點(diǎn)使得它一直被使用。這些優(yōu)點(diǎn)是:
資源利用率更好
程序設(shè)計(jì)在某些情況下更簡單
程序響應(yīng)更快
資源利用率更好
想象一下,一個(gè)應(yīng)用程序需要從本地文件系統(tǒng)中讀取和處理文件的情景。比方說,從磁盤讀取一個(gè)文件需要5秒,處理一個(gè)文件需要2秒。處理兩個(gè)文件則需要:
5秒讀取文件A
2秒處理文件A
5秒讀取文件B
2秒處理文件B
---------------------
總共需要14秒
從磁盤中讀取文件的時(shí)候,大部分的CPU時(shí)間用于等待磁盤去讀取數(shù)據(jù)。在這段時(shí)間里,CPU非常的空閑。它可以做一些別的事情。通過改變操作的順序,就能夠更好的使用CPU資源。看下面的順序:
5秒讀取文件A
5秒讀取文件B + 2秒處理文件A
2秒處理文件B
---------------------
總共需要12秒
CPU等待第一個(gè)文件被讀取完。然后開始讀取第二個(gè)文件。當(dāng)?shù)诙募诒蛔x取的時(shí)候,CPU會去處理第一個(gè)文件。記住,在等待磁盤讀取文件的時(shí)候,CPU大部分時(shí)間是空閑的。
總的說來,CPU能夠在等待IO的時(shí)候做一些其他的事情。這個(gè)不一定就是磁盤IO。它也可以是網(wǎng)絡(luò)的IO,或者用戶輸入。通常情況下,網(wǎng)絡(luò)和磁盤的IO比CPU和內(nèi)存的IO慢的多。
程序設(shè)計(jì)更簡單
在單線程應(yīng)用程序中,如果你想編寫程序手動(dòng)處理上面所提到的讀取和處理的順序,你必須記錄每個(gè)文件讀取和處理的狀態(tài)。相反,你可以啟動(dòng)兩個(gè)線程,每個(gè)線程處理一個(gè)文件的讀取和操作。線程會在等待磁盤讀取文件的過程中被阻塞。在等待的時(shí)候,其他的線程能夠使用CPU去處理已經(jīng)讀取完的文件。其結(jié)果就是,磁盤總是在繁忙地讀取不同的文件到內(nèi)存中。這會帶來磁盤和CPU利用率的提升。而且每個(gè)線程只需要記錄一個(gè)文件,因此這種方式也很容易編程實(shí)現(xiàn)。
程序響應(yīng)更快
將一個(gè)單線程應(yīng)用程序變成多線程應(yīng)用程序的另一個(gè)常見的目的是實(shí)現(xiàn)一個(gè)響應(yīng)更快的應(yīng)用程序。設(shè)想一個(gè)服務(wù)器應(yīng)用,它在某一個(gè)端口監(jiān)聽進(jìn)來的請求。當(dāng)一個(gè)請求到來時(shí),它去處理這個(gè)請求,然后再返回去監(jiān)聽。
服務(wù)器的流程如下所述:
while(server is active){ listen for request process request}
如果一個(gè)請求需要占用大量的時(shí)間來處理,在這段時(shí)間內(nèi)新的客戶端就無法發(fā)送請求給服務(wù)端。只有服務(wù)器在監(jiān)聽的時(shí)候,請求才能被接收。另一種設(shè)計(jì)是,監(jiān)聽線程把請求傳遞給工作者線程(worker thread),然后立刻返回去監(jiān)聽。而工作者線程則能夠處理這個(gè)請求并發(fā)送一個(gè)回復(fù)給客戶端。這種設(shè)計(jì)如下所述:
while(server is active){listen for request hand request to worker thread}
這種方式,服務(wù)端線程迅速地返回去監(jiān)聽。因此,更多的客戶端能夠發(fā)送請求給服務(wù)端。這個(gè)服務(wù)也變得響應(yīng)更快。
桌面應(yīng)用也是同樣如此。如果你點(diǎn)擊一個(gè)按鈕開始運(yùn)行一個(gè)耗時(shí)的任務(wù),這個(gè)線程既要執(zhí)行任務(wù)又要更新窗口和按鈕,那么在任務(wù)執(zhí)行的過程中,這個(gè)應(yīng)用程序看起來好像沒有反應(yīng)一樣。相反,任務(wù)可以傳遞給工作者線程(word thread)。當(dāng)工作者線程在繁忙地處理任務(wù)的時(shí)候,窗口線程可以自由地響應(yīng)其他用戶的請求。當(dāng)工作者線程完成任務(wù)的時(shí)候,它發(fā)送信號給窗口線程。窗口線程便可以更新應(yīng)用程序窗口,并顯示任務(wù)的結(jié)果。對用戶而言,這種具有工作者線程設(shè)計(jì)的程序顯得響應(yīng)速度更快。
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