Каковы ограничения потока при работе в Linux по сравнению с процессами для приложений, связанных с сетью / вводом-выводом?

Question

Я слышал, что в Linux на многоядерном сервере было бы невозможно достичь максимальной производительности, когда у вас всего 1 процесс, но несколько потоков, потому что Linux имеет некоторые ограничения на ввод-вывод, так что 1 процесс с 8 потоками на 8-ядерномСервер может работать медленнее, чем 8 процессов.

Есть комментарии?Существуют ли другие ограничения, которые могут замедлить работу приложений?Это сетевое приложение C ++, обслуживающее сотни клиентов с некоторым дисковым вводом-выводом.

Обновление: Я обеспокоен тем, что существуют и другие проблемы, связанные с вводом-выводом, помимо реализации блокировки, которую я реализуюсам ... Нет ли проблем с одновременным вводом / выводом из сети / диска в несколько потоков?

Answer 1

Недостатки потоков

Тема:

• Сериализация операций с памятью. Это ядро, и, в свою очередь, MMU должен обслуживать такие операции, как mmap(), которые выполняют распределение страниц.
• Совместно использовать одну и ту же таблицу дескрипторов файлов. Существует блокировка, связанная с внесением изменений и выполнением поиска в этой таблице, в которой хранятся такие вещи, как смещения файлов и другие флаги. Каждый системный вызов, использующий эту таблицу, такой как open(), accept(), fcntl(), должен блокировать ее для перевода fd во внутренний дескриптор файла и при внесении изменений.
• Поделиться некоторыми атрибутами планирования. Процессы постоянно оцениваются, чтобы определить нагрузку на систему, и соответственно планируются. Множество потоков подразумевает более высокую загрузку ЦП, которая обычно не нравится планировщику, и это увеличит время ответа на события для этого процесса (например, чтение входящих данных в сокете).
• Может делиться некоторой доступной для записи памятью. Любая память, записываемая несколькими потоками (особенно медленная, если для этого требуется причудливая блокировка), вызовет все виды конфликтов в кэш-памяти и сопутствующих проблем. Например, операции с кучей, такие как malloc() и free(), работают с глобальной структурой данных (что в некоторой степени можно обойти). Есть и другие глобальные структуры.
• Совместное использование учетных данных, это может быть проблемой для процессов типа службы.
• Обмен обработкой сигналов, они прервут весь процесс, пока они обрабатываются.

Процессы или потоки?

• Если вы хотите упростить отладку, используйте потоки.
• Если вы работаете в Windows, используйте темы. (Процессы в Windows чрезвычайно тяжелые).
• Если стабильность является огромной проблемой, попробуйте использовать процессы. (Один SIGSEGV/PIPE это все, что нужно ...).
• Если потоки недоступны, используйте процессы. (Сейчас это не так часто, но это случилось).
• Если ваши потоки совместно используют ресурсы, которые нельзя использовать из нескольких процессов, используйте потоки. (Или предоставьте механизм IPC для связи с потоком «владельца» ресурса).
• Если вы используете ресурсы, которые доступны только для каждого процесса (и один для контекста), очевидно, используйте процессы.
• Если ваши контексты обработки не имеют абсолютно ничего общего (например, сервер сокетов, который порождает и забывает соединения при их accept() s), а ЦП является узким местом, используйте процессы и однопоточные среды выполнения (которые лишены всех видов интенсивной блокировки, например, в куче и других местах).
• Одно из самых больших различий между потоками и процессами заключается в следующем: потоки используют программные конструкции для защиты структур данных, процессы используют аппаратные средства (что на значительно быстрее).

Ссылки

• Pthreads (7)
• О процессах и потоках (MSDN)
• Потоки против процессов

Answer 2

это действительно не должно иметь никакого значения, но, вероятно, это касается дизайна.

Многопроцессорное приложение может потребовать меньше блокировок, но может использовать больше памяти.Обмен данными между процессами может быть сложнее.

С другой стороны, многопроцессорность может быть более надежной.Вы можете вызвать exit () и безопасно выйти из ребенка, не затрагивая других.

Зависит от того, насколько зависимы клиенты.Я обычно рекомендую самое простое решение.