单核和多核上的无限循环和 CPU 使用率[关闭]答案

【问题标题】：Infinite loop and CPU usage on single core and multicore [closed]单核和多核上的无限循环和 CPU 使用率[关闭]
【发布时间】：2017-06-30 05:27:42
【问题描述】：

面试官问我这个问题，我想了解概念，即 CPU 使用率如何变化：

1) 如果无限循环在单核机器的单线程设计中运行

2) 如果无限循环在多核机器（4核）的单线程设计中运行

3) 如果无限循环在单核机器的多线程设计中运行

4)如果无限循环在多核机器（4核）的多线程设计中运行

5) 当应用程序的线程数多于硬件内核时会发生什么。例如：应用程序在 4 核机器上创建 30 个线程。它会提高应用程序的性能还是降低性能？

6) 当应用程序的线程数少于硬件内核时会发生什么。例如：应用程序正在 4 核机器中创建 5 个线程。它会提高应用程序的性能还是降低性能？

要求您解释这些概念，以便清楚。我有很多困惑。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

首先，正如 cmets 所说，完整的答案将取决于各种因素，包括：

但是，如果我们做出一些简化假设，我们可以给出一些“初步近似”的答案。

1) 如果无限循环在单核机器的单线程设计中运行。

让我们称之为基线案例；即下面描述的加速是相对这种情况。

2) 如果无限循环在多核机器（4核）的单线程设计中运行

没有加速。即使有多个核心，应用程序也无法使用它们。一个线程一次在一个内核上运行。

3) 如果无限循环在单核机器的多线程设计中运行。

没有加速。虽然有 N 个线程，但每个线程将平均获得单个可用内核上可用执行时间的 1/N。一个核心一次只能运行一个线程。

4)如果无限循环在多核机器（4核）的多线程设计中运行

加速高达四倍。

5) 当应用程序的线程数多于硬件内核时会发生什么。例如：应用程序在 4 核机器上创建 30 个线程。它会提高应用程序的性能还是降低性能？

如果应用程序受 CPU 限制，您将获得不超过四倍的加速。请参阅上面的 2) 和 3)。

6) 当应用程序的线程数少于硬件内核时会发生什么。例如：应用程序正在 4 核机器中创建 5 个线程。它会提高应用程序的性能还是降低性能？

你的例子没有意义。 5 个线程超过 4 个核心。如果您的意思是 4 核上的 3 个线程，那么 CPU 密集型应用程序的最大加速是三倍。

以下是我对上述内容所做的主要简化假设：

【讨论】：