c++ 多线程与c多线程有啥区别？

Posted 2023-05-04

参考技术A 没有区别，因为C++和C都支持原生多线程 参考技术B 据我所知，现有的C++标准并没有内置的多线程，但是并不排除以后的C++标准支持多线程，就更别说是C的多线程了；我想你所说的是基于某一平台下的C++或者C多线程吧？ 参考技术C C++ 支持多纯种编程的， 你现在用的很多软件就是 C++ 多纯程编出来的 。 参考技术D 所有数据结构的生存期，以及对这些数据结构的access，都用这一根逻辑线程。不需要考虑数据结构的race。把任何耗时的操作都给其他线程（IO线程、定时器线程，DB线程等）做，做完之后向事件队列（多线程安全的队列，其他线程是生产者，逻辑线程是消费者）丢事件。
多线程逻辑设计的思路：
所有数据结构的生存期，以及对这些数据结构的access，不一定在一根线程。需要考虑数据结构的race。网络事件、定时器事件唤醒工作线程（一般通过iocp或者epoll来唤醒）执行所有工作，一般不需要交换到其他线程。
很显然，单线程逻辑多了一层事件队列交换，会增加延迟，以及所有的逻辑都在一根线程上跑，逻辑被阻塞也会带来延迟。其实吞吐量对于rpc来说，是个宏观的概念，尽可能快地消费网络消息就会提升吞吐量。对于高并发的程序，是无法忍受单线程逻辑的 第5个回答  2011-07-09 没什么区别，都是c的方法

多CPU、多核和超线程有啥区别？

【中文标题】多CPU、多核和超线程有啥区别？

【英文标题】：What are the differences between multi-CPU, multi-core and hyper-thread?多CPU、多核和超线程有什么区别？

【发布时间】：2010-10-15 09:44:56

【问题描述】：

谁能向我解释多 CPU、多核和超线程之间的区别？我总是对这些差异以及每种架构在不同场景中的优缺点感到困惑。

这是我在网上学习和向别人的cmets学习后目前的理解。

我认为超线程是其中最劣质的技术，但是便宜。它的主要思想是重复寄存器以节省上下文切换时间； 多处理器比超线程好，但是由于不同的CPU在不同的芯片上，不同CPU之间的通信比多核延迟更长，并且使用多芯片比使用多芯片成本和功耗更高多核； 多核将所有CPU集成在一个芯片上，因此与多处理器相比，不同CPU之间的通信延迟大大降低。由于它使用单个芯片来包含所有 CPU，因此与多处理器系统相比，它消耗的功率更少，而且成本更低。

这是正确的吗？

【问题讨论】：

超线程并不逊色。它非常有用，特别是对于服务器。 ILP 的收益递减（通过重新排列顺序指令使处理器保持忙碌）。超线程是提高并行性的一种替代方法：多个硬件线程执行时没有太多开销。

我关于多核和多处理器的其他观点如何，您认为我的观点正确吗？有什么问题吗？

@George2 - 您的编辑非常正确。这就是整个想法。 :) 你可以在服务器上获得的最好的东西可能是多核多 CPU，但对于通常的使用，多核是最好的选择！

谢谢博格丹，有你的肯定，我更有信心了！ :-)

这是对超线程的糟糕描述。要点是放弃一些每线程性能以获得更高的总吞吐量，而在乱序核心的前端只需要一点额外的硬件。请参阅 this Q&A 询问已接受答案中的类似段落（在我修复它之前的编辑之前）。

【参考方案1】：

多 CPU 是第一个版本：您将拥有一个或多个主板，上面有一个或多个 CPU 芯片。这里的主要问题是 CPU 必须将它们的一些内部数据暴露给另一个 CPU，这样它们就不会妨碍它们。

下一步是超线程。主板上的一个芯片，但它内部有两个部分，因此它可以同时执行两条指令。

目前的发展是多核。它基本上是最初的想法（几个完整的 CPU），但在一个芯片中。优势：芯片设计人员可以轻松地将同步信号的附加线放入芯片中（而不必将它们布线在一个引脚上，然后穿过拥挤的主板，然后进入第二个芯片）。

今天的超级计算机是多 CPU、多核的：它们有很多主板，上面通常有 2-4 个 CPU，每个 CPU 都是多核的，每个 CPU 都有自己的 RAM。

[编辑] 你说得很对。只是一些小问题：

超线程在单个内核中同时跟踪两个上下文，从而为无序的 CPU 内核提供更多并行性。即使一个线程因缓​​存未命中、分支错误预测或等待高延迟指令的结果而停滞，这也可以使执行单元保持工作。这是一种无需复制太多硬件即可获得更多总吞吐量的方法，但如果有的话，它会单独减慢每个线程。 See this Q&A for more details，并解释本段前面的措辞有什么问题。

多 CPU 的主要问题是在它们上运行的代码最终会访问 RAM。有 N 个 CPU，但只有一条总线可以访问 RAM。所以你必须有一些硬件来确保 a) 每个 CPU 获得相当数量的 RAM 访问，b) 访问 RAM 的同一部分不会导致问题，c) 最重要的是，CPU 2 将被通知当 CPU 1 写入 CPU 2 在其内部缓存中的某个内存地址时。如果这没有发生，CPU 2 会很乐意使用缓存的值，而不会注意到它已经过时了

想象一下，您有一个列表中的任务，并且您希望将它们分散到所有可用的 CPU 上。因此 CPU 1 将从列表中获取第一个元素并更新指针。 CPU 2 也会这样做。出于效率原因，两个 CPU 不仅会将少数字节复制到缓存中，还会复制整个“缓存行”（无论是什么）。假设是，当您读取字节 X 时，您很快也会读取 X+1。

现在两个 CPU 在其缓存中都有一份内存副本。然后 CPU 1 将从列表中获取下一个项目。如果没有缓存同步，它不会注意到 CPU 2 也改变了列表，它会开始与 CPU 2 处理相同的项目。

这就是使多 CPU 如此复杂的原因。这样做的副作用可能会导致性能比整个代码仅在单个 CPU 上运行时所获得的性能更差。解决方案是多核的：您可以轻松添加任意数量的线来同步缓存；您甚至可以将数据从一个缓存复制到另一个（更新缓存行的部分，而无需刷新和重新加载它）等。或者缓存逻辑可以确保所有 CPU 获得相同的缓存行当他们访问真实 RAM 的同一部分时，只需阻塞 CPU 2 几纳秒，直到 CPU 1 进行更改。

[EDIT2] 多核比多 CPU 更简单的主要原因是在主板上，您根本无法在两个芯片之间运行所有需要使同步有效的线路。再加上一个信号只能传播 30 厘米/纳秒的顶部（光速；在电线中，你通常会少得多）。并且不要忘记，在多层主板上，信号开始相互影响（串扰）。我们喜欢认为 0 是 0V，1 是 5V，但实际上，“0”介于 -0.5V（从 1->0 下降线时过驱动）和 0.5V 之间，而“1”是高于 0.8V 的任何值。

如果您将所有东西都放在一个芯片中，那么信号会运行得更快，并且您可以拥有任意数量的信号（嗯，几乎 :)。此外，信号串扰更容易控制。

【讨论】：

您对超线程的概念可能有点误导，因为超线程“只是”模拟了多个线程的并行执行——但主要是尝试通过内置 CPU 逻辑来提高多线程性能。

@jcinacio，超线程能提高多进程性能吗？为什么？

@Aaron, 1. 在向您学习后，我在原帖中编辑了我当前的观点。你能帮忙评论和评论吗？ 2. 什么意思是“将他们的一些内部数据暴露给另一个 CPU，这样他们就不会妨碍他们”。在你的帖子里？

@Aaron，你的回复太好了，我的最后一个问题，为什么你说多核CPU解决了CPU状态同步/等待RAM问题？我认为如果代码逻辑相同，那么同步和等待 RAM 问题仍然存在。有没有cmets？

@AmitP 请注意too broad 的问题往往会在 Programmers 被否决并关闭，请参阅 What goes on Programmers.SE? A guide for Stack Overflow

【参考方案2】：

您可以在Intel's website 或Yale University 的短文中找到一些关于双 CPU、多核和超线程的有趣文章。

我希望你能在这里找到你需要的所有信息。

【讨论】：

博格丹，我在原帖中编辑了我当前的观点。你能帮忙评论和评论吗？我是在阅读了您推荐的链接后才知道的。

@George2 - 您的编辑非常正确。这就是整个想法。 :) 你能在服务器上得到的最好的东西可能是多核多 CPU

两个链接都坏了:(

【参考方案3】：

简而言之：多 CPU 或多处理器系统有多个处理器。多核系统是在同一芯片上具有多个处理器的多处理器系统。在超线程中，多个线程可以在同一个处理器上运行（即这些多个线程之间的上下文切换时间非常小）。

多处理器已经存在 30 年了，但主要是在实验室中。多核是新流行的多处理器。如今，服务器处理器与多处理器一起实现了超线程。

关于这些主题的***文章非常具有说明性。

【讨论】：

阿米特，1. 在向您学习后，我在原帖中编辑了我当前的观点。你能帮忙评论和评论吗？ 2.你的帖子中的死和撕裂是什么意思？