Выполнение потоков на одноядерных и многоядерных

Question

Это то, что я вижу в документации Oracle и хотел бы подтвердить мое понимание ( источник ):

Компьютерная система обычно имеет много активных процессов и потоков. это верно даже в системах, которые имеют только одно ядро ​​выполнения, и таким образом, есть только один поток, выполняющийся в данный момент. Время обработки для одного ядра распределяется между процессами и пронизывает функцию ОС, называемую срезами по времени.

Означает ли это, что в одноядерном компьютере только один поток может быть выполнен в данный момент? И означает ли это, что на многоядерной машине несколько потоков могут быть выполнены в данный момент?

Answer 1

один поток фактически выполняется в любой момент

Представьте себе, что это игра, в которой 10 человек пытаются сесть на 9 стульев по кругу (думаю, вы, наверное, знаете игру) - стульев не хватает на всех, но движется вся группа людей, всегда , Просто все сидят на стуле какое-то время (очень упрощенная версия среза времени ).

Таким образом, несколько процессов могут работать на одном ядре.

Но даже если у вас несколько процессоров, это не значит, что определенный поток будет работать на этом процессоре только в течение всего срока его службы. Для этого есть инструменты (даже в java), и они называются thread affinity , где вы можете прикрепить поток только к некоторому процессору (в некоторых ситуациях это очень удобно). Этот поток может быть перемещен (по расписанию ОС) для работы на другом ядре, при работе , это называется переключение контекста , а для некоторых приложений это переключение на другой ЦП иногда ун-хотел.

В то же время, конечно, несколько потоков могут работать параллельно на разных ядрах.

Answer 2

Означает ли это, что в одноядерном компьютере только один поток может быть выполнен в данный момент?

Нет, вы можете легко иметь больше потоков, чем процессоров, если они не выполняют работу, связанную с процессором. Например, если у вас есть два потока, в основном ожидающих ввода-вывода (из сетевого или локального хранилища), и другой поток, потребляющий данные, извлеченные первыми двумя потоками, вы, безусловно, можете запустить это на машине с одним ядром и получить лучшую производительность, чем с одной нитью.

И означает ли это, что на многоядерной машине в данный момент может выполняться несколько потоков?

Ну да, вы можете выполнять любое количество потоков на любом количестве ядер, при условии, что у вас достаточно памяти, чтобы выделить стек для каждого из них. Очевидно, что если каждый поток интенсивно использует ЦП, он перестанет работать, когда число потоков превысит количество ядер.