单核和多核线程执行

Question

这是我在 Oracle 文档中看到的，想确认一下我的理解 (source)：

计算机系统通常有许多活动的进程和线程。这 即使在只有一个执行核心的系统中也是如此，并且 因此在任何给定时刻只有一个线程实际执行。 单个内核的处理时间在进程之间共享，并且 线程通过称为时间片的操作系统功能。

这是否意味着在单核机器中，在给定时刻只能执行一个线程？ 而且，这是否意味着在多核机器上可以在给定时刻执行多个线程？

Answer 1

一个线程在任何给定时刻实际执行

想象这是一个游戏，其中 10 个人试图围成一圈坐在 9 把椅子上（我想你可能知道这个游戏） - 没有足够的椅子供每个人使用，但整个人群总是在移动.只是每个人都坐在椅子上一段时间（时间切片的非常简化的版本）。

因此，多个进程可以在同一个内核上运行。

但即使您有多个处理器，这并不意味着某个线程在其整个生命周期内将仅在该处理器上运行。有一些工具可以实现这一点（即使在 java 中），它被称为 thread affinity，您可以将线程仅固定到某个处理器（这在某些情况下非常方便）。该线程可以移动（由操作系统调度）以在不同的核心上运行，在运行时，这称为上下文切换，对于某些应用程序，这会切换到不同的 CPU有时是不受欢迎的。

同时，当然，多个线程可以并行在不同的内核上运行。

Answer 2

这是否意味着在单核机器中，在给定时刻只能执行一个线程？

不，您可以轻松地拥有比处理器更多的线程，前提是它们不执行 CPU 密集型工作。例如，如果您有两个线程主要等待 IO（来自网络或本地存储），另一个线程消耗前两个线程获取的数据，您当然可以在单核机器上运行它并获得比单线程。

而且，这是否意味着在多核机器上可以在给定时刻执行多个线程？

是的，您可以在任意数量的内核上执行任意数量的线程，前提是您有足够的内存为每个内核分配一个堆栈。显然，如果每个线程都大量使用 CPU，当线程数超过内核数时，它就会停止效率。