多线程比单线程快吗？

Question

我想检查多线程是否比单线程快，然后在这里进行演示：

public class ThreadSpeedTest {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("cpu number:"
                + Runtime.getRuntime().availableProcessors());
        singleThreadStart();
//      secondThreadStart();
//      fiveThreadStart();
    }

    private static void sum() {
        long sum = 0;
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            sum += i;
        }
        System.out.println(sum);
    }

    private static void singleThreadStart() {
        new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                long start = System.nanoTime();
    //          sum();
    //          sum();
    //          sum();
                sum();
                sum();
                long end = System.nanoTime();
                System.out.println("cost time:" + (end - start));
            }
        }).start();
    }

    private static void secondThreadStart() {
        long start = System.nanoTime();
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                sum();
            }
        });
        thread1.start();
        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                sum();
            }
        });
        thread2.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        long end = System.nanoTime();
        System.out.println("cost time:" + (end - start));
    }

    private static void fiveThreadStart() {
        long start = System.nanoTime();
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                sum();
            }
        });
        thread1.start();
        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                sum();
            }
        });
        thread2.start();
        Thread thread3 = new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                sum();
            }
        });
        thread3.start();
        Thread thread4 = new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                sum();
            }
        });
        thread4.start();
        Thread thread5 = new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                sum();
            }
        });
        thread5.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
            thread3.join();
            thread4.join();
            thread5.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        long end = System.nanoTime();
        System.out.println("cost time:" + (end - start));
    }
}

首先我用两个sum方法运行singleThreadStart，结果是

cpu number:4
499999500000
499999500000
cost time:6719000

然后我运行secondThreadStart，结果是

cpu number:4
499999500000
499999500000
cost time:14299000

然后我用五和方法运行singleThreadStart，结果是

cpu number:4
499999500000
499999500000
499999500000
499999500000
499999500000
cost time:10416000

最后我运行FiveThreadStart，结果是

cpu number:4
499999500000
499999500000
499999500000
499999500000
499999500000
cost time:15708000

我的问题是：

1. SecondThreadStart比singleThreadStart花费更多的时间，这是因为创建线程的代价吗？
2. 尽管创建线程的成本很高，但是cpu数是4，所以使用4个以上的线程会比使用4个线程慢吗？
3. 如果我想做花费更多时间的事情，使用四个线程来做是最好的吗？

Answer 1

1.SecondThreadStart比singleThreadStart花费更多的时间，这是因为创建线程的代价吗？

当然，创建线程会产生开销。

2.尽管创建线程的成本很高，但是cpu数是4，所以使用大于4的线程数会比使用四个线程慢吗？

如果线程完成得非常快（没有IO绑定和CPU绑定），那么即使线程数大于CPU内核数，您也可以获得良好的结果。

3.如果我想做一些事情要花很多时间，最好用四个线程来做？

您可以使用高级Java并发类（共个newWorkStealingPool，共个Executors）

一般来说：

多线程可以通过使用更多的CPU功能来提高应用程序的吞吐量。

这取决于很多因素。

1. 线程数
2. CPU核心
3. 线程创建成本和上下文切换（可能对多线程不利）
4. 数据结构
5. 数据的可变性（可能对多线程不利）
6. 数据结构的共享访问/并发（可能对多线程不利）
7. 应用程序类型：CPU绑定或IO绑定

如果您的应用程序是多线程的，将提供出色的结果

1. 更少的CPU绑定，更少的IO绑定（但是对于这些应用程序仍然可以使用多线程）

2. 没有共享数据

如果不是，则性能取决于上述因素，并且单线程应用程序和多线程应用程序之间的吞吐量会有所不同。