JAVA多线程，真的能提高效率吗

Posted 2020-09-18

举个栗子

比如挖一个隧道，有2种开工方法
1、只在山的一头挖，直至挖到山的另一头，从而打通隧道，这可以看成是单线程

2、在山的两头挖，同时开工，最后在山的中间接通，从而打通隧道，这感觉肯定比1快了很多，好比多线程

但是2成立的前提是必须有两个工人。而我们的计算机中一般来说只有一个CPU，也就是说只有一个工人。
多线程不过是CPU在不同的时间片之间切换，而表现出齐头并进的样子。

既然挖隧道的人只有一个，虽然我的施工方案是在山的两头开挖，但是由于工作的人只有一个，所以只有让这个人在山的两头跑，挖一会这头再去挖另一头，来回跑是要花费额外时间的（好比线程的切换和调度）。

那么，我们是不是可以说，在单CPU的机器中，多线程反而降低了效率呢？

1.

不能一概而论，你的看多线程在你的程序中为啥而生。在单cpu系统，比如有io的等待，多线程的确能提高效率

2.

如果cpu确实是一个挖山工人，且它工作挖2个小时，然后必须休息1小时；这1小时休息期间如果让它跑到山那头继续挖，效率还是很高的。
现在的程序时间大多花在读取数据上，真正的计算工作花时间还是相对少的，因此cpu很大时间表现都很闲，就像挖土效率高，运土效率低。多线程就是要充分利用它的挖土效率。

3.

pc机不光只一个cpu，cpu和其它硬件设备一起才能完成计算，分工协作，但可能出现其中某个家伙偷懒或效率低，导致大家都等它，闲着的其它设备这个时候可以腾出手来干其它活。单cpu在同一时刻只能干一件事情，这没有问题，问题是它并不是7*24*3600都在干活，其它设备也是同样的道理，多线程的目的可以最大限度的提高硬件设备的利用率。

4.
同一个设备可以同时(并行，互不影响)干几件事情，但同一个设备在同一时刻肯定只能干一件事情，一般我们说并行或串行，都以时间段来看的而不是以时间点来看的，比如你一边上je消遣还一边写代码干活，在一定的时间范围内，你是并行的，但如果这个时间范围你划分得非常非常短，那么你是串行的。

5.
一个cpu可以多线程。但是一个单核的cpu任何时间点，都只能在做一个任务。
如果只是像楼主说的挖隧道这么简单的挖，那么的确多线程没用。
只不过很可惜，计算机不像拿铁锹挖隧道这么简单。

假设每挖5分钟，就需要清理一下挖出来的石土。有一个小车在清理它们。
工人只有一个。
单线程的做法是： 挖5分钟。然后工人停止挖，小车清理石土的5分钟里，工人在等待。
2个线程的做发是： 挖5分钟，小车来清理石土。这5分钟里，工人在另一头挖。

也不是很恰当的比喻。不过至少能说明点问题。
小车清理石土，就相当于磁盘io等相对于cpu计算来说比较慢的操作。

cpu不会等着io的完成，而去执行另一个进程的计算任务。
这边io完成时好象是会发出什么信号来着，忘了。计算机原理都还给老师了，惭愧啊。

如楼主所举的例子,我来解惑。
如果一个机器人代表CUP，哪么这个机器人一天所做的事情，并不都是只挖山。
它还有许多事情要做，比如砍柴，烧水，钓鱼，挖山等等等。
如果按以上划分是 4条进程， 每一个进程大概占用1/4CUP时间。

如果你的设定 在挖山这一快 多设几次同一个任务。 比如设定到 挖山共有3条线程。

哪么 挖山的CUP占用率将达到 1/2 这就是所谓的提高了效率。

现实中的CPU 在大部分时候的 闲置状态的。
因此 开多条线程能提高效率 不如说成是 充分利用了CPU执行时间。