Multithreading 使用线程编程有什么好处？

给定一个单核CPU，使用线程编码有什么好处

至少在Java实现中，考虑到单核限制，自然地扩展到任何其他语言似乎是很直观的，您可能有多个线程执行各种操作，但进程是有时间限制和切换的

给定过程A和过程B:

执行流程A的一半，完成流程B，然后完成流程A的后半部分与执行流程A然后执行流程B有什么好处

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线程之间的切换似乎会引入时间延迟，这将延长两个进程的总体完成时间，而不是不切换，只完成A然后B。执行线程不一定做任何有用的事情。典型的例子是从磁盘读取数据——在接下来的几毫秒内，数据将不在那里，在此期间，处理器将处于未使用状态。线程允许程序的一部分使用CPU，而程序的其他部分则在等待操作完成。

在单核系统上使用线程的原因仅仅是为了让原本会使用所有CPU的进程被其他需要更快完成的任务抢占。使系统多线程化的最常见原因是，即使在执行长时间计算时，也要有一个响应迅速的用户界面

当然，任何操作都可能需要很长时间（读取文件、访问数据库、调整照片大小、重新计算电子表格），这些操作可以在单独的线程上执行，以允许响应用户输入的线程在整个时间内进行操作

例如，20年前，很少有多CPU系统或允许多线程的操作系统，因此几乎每个程序都是单线程的，并且创建了许多框架来允许系统拥有UI，但仍然执行I/O。这方面的标准机制是事件循环，其中所有事件（UI、网络、计时器等）都是单线程的在一个大循环中处理

这种类型的系统意味着UI在文件I/O和计算等过程中被挂起。为了不占用UI太多时间，您必须分块执行I/O（比如，一次读取4k文件），处理块之间传入的任何UI事件。这实际上只是一种让系统运行的技巧，但很难让系统像这样平稳运行，因为您不知道需要多久处理一次事件

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解决方案是使用单独的线程重新计算电子表格或编写文件。通过这种方式，操作系统可以为这些线程提供公平的时间片，同时仍然抢占它们来运行UI，从而使UI始终具有响应性。

原因有很多。Wikipedia提供了一个关于其

这里有几个例子：

• I/O绑定任务受益于线程（尤其是网络应用程序）
• 超线程处理器甚至可以在单核上加速多线程应用程序
• 可以指示线程等待（阻塞）并在特定事件时唤醒，从而启用响应事件驱动编程

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如果您的程序必须“同时”执行多项任务，那么线程是一个不错的选择，特别是其中一些任务运行时间很长。否则，您会发现自己编写的代码看起来像程序中的操作系统调度器，如果您下面的操作系统已经有了一个非常好的代码，那么这总是浪费时间。你会发现你的源代码大部分是“调度器”，而不是太多的“程序”，这是非常不雅观的。一个好的线程程序可以在源代码中非常优雅和经济，这会使自己看起来很好并节省时间

有些运行时出错了。在Ada的早期，运行时环境将自己进行线程调度，这从来都不是很令人满意。这在一定程度上是因为，虽然Ada语言规范包含了线程的概念，但我们当时的操作系统通常不提供线程。当编译器编写者开始使用底层操作系统线程时，Ada变得更好了

类似地，Python并没有真正正确地使用底层OS线程；它用全局解释器锁破坏了它。Python通过使用多处理来回避整个问题（在Windows主机上不一定是件好事…）

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早期版本的Windows也不执行线程，而是执行协作多任务。这取决于整个机器中的每个进程至少偶尔调用任何操作系统例程。每个操作系统例程都会先咨询“调度程序”，看看是否还有其他程序在等待运行，然后再继续执行它应该代表程序执行的操作。当时有很多糟糕的程序无法发挥作用，占据了整个机器。当其他人开始计算长度时，你无法继续玩纸牌游戏。

你的程序的心智模型是什么

如果它依赖于可能以不可预测的顺序发生的多个外部输入，并且如果您想要对这些输入做出响应的操作并不简单，并且可能在时间上重叠

然后，为每个输入请求指定一个单独的线程，并让该线程执行该请求所需的响应是有意义的

因此，例如，如果您的程序正在等待来自外部通道的输入请求，并且每个请求都必须触发其自己的传出和传入消息协议，那么它可以大大简化代码，为每个请求创建新线程（或重新使用旧线程）

不知何故，人们似乎认为线程只是为了速度（通过并行性）而存在。 这是一个用途，只要它允许多个CPU芯片启动，

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但这绝不是唯一的用途。

理由很多。I/O绑定任务受益于线程（尤其是网络应用程序