具有四核处理器的笔记本电脑中的Java多线程

Question

我正在阅读Java教程，其中提到在具有单个处理器的计算机中不会发生实际的多线程。它提到OS为Java进程分配了指定的时间量，并且JVM线程调度程序选择了用于在短时间内一次运行一个线程的线程。

我有一台笔记本电脑使用哪个四核处理器-
是否可以通过在每个核中运行一个线程来以编程方式更快地运行多线程程序？我之所以问这个问题，是因为书中提到只有一个真正的多处理器系统才能同时执行多项操作。

Answer 1

即使是单个CPU，也可以从松散的意义上“同时完成多项任务”，但是它们并不是真正并行的。您可以启动100个线程在单个内核上运行，它们将获得时间片，在每个时间片中它们可以运行一些指令，从而给人一种印象，即它们都在同一时间执行。

线程一词通常涵盖三个抽象层：

1. 用户线程 是由应用程序启动的线程，并且被N：M映射到：
2. 内核线程 （由操作系统管理的线程）将N：M映射到：
3. 硬件线程 ，这是可用的实际物理资源。

Java线程是用户线程。CPU中的4个核心被视为硬件线程。由于跨层的映射是N：M，因此可以看到可以将多个用户线程映射到较少数量的硬件线程。

话虽如此，通常有两类线程活动，每种都有自己的怪癖：

1. I / O线程 ：这些线程大部分时间都在等待从流进行的读/写操作，并且在此期间被阻塞（它们没有计划执行，直到发生事件将其唤醒）。CPU上有指示灯，即使在单个内核上，它们中的许多也可以同时运行。
2. 计算线程 ：这些线程进行大量的数字运算，并最大程度地使用CPU。通常启动的线程数多于（可用内核数的2倍）会降低性能，因为CPU的功能单元数量有限：ALU，FPU等。

上面的第二类线程使您真正看到了好处，或者在四核CPU上运行了多线程Java程序。这是一个简单的程序示例，该程序先按顺序执行1.000.000.000数字的平方，然后使用具有4个线程的线程池并行执行：

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

class ThreadTask implements Runnable {

    private int total = 0;

    public ThreadTask(int total) {
        this.total = total;
    }

    @Override
    public void run() {
        int value = 0;
        for(int i = 0; i < total; i++) {
            value = i * i;
        }
    }       
}

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        int total = 1000000000;

        long start = System.currentTimeMillis();
        long value = 0;
        for(int i = 0; i < total; i++) {
            value = i * i;
        }       
        long stop = System.currentTimeMillis();

        System.out.println((stop - start) + " ms");

        ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(4);
        start = System.currentTimeMillis();
        for(int i = 0; i < 4; i++) {
            exec.submit(new ThreadTask(total / 4));
        }
        exec.shutdown();
        exec.awaitTermination(10, TimeUnit.SECONDS);
        stop = System.currentTimeMillis();

        System.out.println((stop - start) + " ms");     
    }
}

total如果运行速度太快，请随意调整其值。现在，我正在与Intel Atom一起从事上网本的开发，因此速度并不是很快。