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      標(biāo)簽　>　多線程

      多線程

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      多線程（英語(yǔ)：multithreading），是指從軟件或者硬件上實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程并發(fā)執(zhí)行的技術(shù)。具有多線程能力的計(jì)算機(jī)因有硬件支持而能夠在同一時(shí)間執(zhí)行多于一個(gè)線程，進(jìn)而提升整體處理性能。

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      多線程簡(jiǎn)介

      　　多線程（英語(yǔ)：multithreading），是指從軟件或者硬件上實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程并發(fā)執(zhí)行的技術(shù)。具有多線程能力的計(jì)算機(jī)因有硬件支持而能夠在同一時(shí)間執(zhí)行多于一個(gè)線程，進(jìn)而提升整體處理性能。具有這種能力的系統(tǒng)包括對(duì)稱(chēng)多處理機(jī)、多核心處理器以及芯片級(jí)多處理（Chip-level multithreading）或同時(shí)多線程（Simultaneous multithreading）處理器。在一個(gè)程序中，這些獨(dú)立運(yùn)行的程序片段叫作“線程”（Thread），利用它編程的概念就叫作“多線程處理（Multithreading）”。具有多線程能力的計(jì)算機(jī)因有硬件支持而能夠在同一時(shí)間執(zhí)行多于一個(gè)線程（臺(tái)灣譯作“執(zhí)行緒”），進(jìn)而提升整體處理性能。

      多線程百科

      　　多線程（英語(yǔ)：multithreading），是指從軟件或者硬件上實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程并發(fā)執(zhí)行的技術(shù)。具有多線程能力的計(jì)算機(jī)因有硬件支持而能夠在同一時(shí)間執(zhí)行多于一個(gè)線程，進(jìn)而提升整體處理性能。具有這種能力的系統(tǒng)包括對(duì)稱(chēng)多處理機(jī)、多核心處理器以及芯片級(jí)多處理（Chip-level multithreading）或同時(shí)多線程（Simultaneous multithreading）處理器。在一個(gè)程序中，這些獨(dú)立運(yùn)行的程序片段叫作“線程”（Thread），利用它編程的概念就叫作“多線程處理（Multithreading）”。具有多線程能力的計(jì)算機(jī)因有硬件支持而能夠在同一時(shí)間執(zhí)行多于一個(gè)線程（臺(tái)灣譯作“執(zhí)行緒”），進(jìn)而提升整體處理性能。

      　　硬件支持

      　　多線程硬件支持的目標(biāo)，即支持快速進(jìn)行就緒態(tài)線程、執(zhí)行態(tài)線程間的切換。為達(dá)成這個(gè)目標(biāo)，需要硬件實(shí)現(xiàn)保存、恢復(fù)程序看得見(jiàn)的寄存器以及一些對(duì)程序執(zhí)行有影響的控制寄存器（如程序計(jì)數(shù)器PC、程序狀態(tài)寄存器SR）。從一個(gè)線程切換到另一個(gè)線程對(duì)硬件來(lái)講意味著保存當(dāng)前線程的一組寄存器的值，并恢復(fù)即將執(zhí)行線程的一組寄存器的值。

      　　新增這些功能的硬件有以下優(yōu)勢(shì)：

      　　線程切換能夠在一個(gè) CPU 周期內(nèi)完成（有些硬件甚至沒(méi)有開(kāi)銷(xiāo)，上個(gè)周期在運(yùn)行線程A，下個(gè)周期就已在運(yùn)行線程B）。

      　　每個(gè)線程看起來(lái)就像是獨(dú)自運(yùn)行的，即沒(méi)有與其他線程共享硬件資源。對(duì)操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，通常每個(gè)線程都被視做獨(dú)占一個(gè)處理器，這樣將簡(jiǎn)化系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)（尤其是對(duì)于支持多線程的操作系統(tǒng)）。

      　　為了在各個(gè)線程間有效率的進(jìn)行切換，每個(gè)線程需要保存自己的一組寄存器集（register set）。有些硬件設(shè)計(jì)成每個(gè)處理器核心具有兩組寄存器文件，以實(shí)現(xiàn)在多個(gè)線程間快速切換。

      　　多線程有什么用？

      　　這么解釋問(wèn)題吧：

      　　1。單進(jìn)程單線程：一個(gè)人在一個(gè)桌子上吃菜。

      　　2。單進(jìn)程多線程：多個(gè)人在同一個(gè)桌子上一起吃菜。

      　　3。多進(jìn)程單線程：多個(gè)人每個(gè)人在自己的桌子上吃菜。

      　　多線程的問(wèn)題是多個(gè)人同時(shí)吃一道菜的時(shí)候容易發(fā)生爭(zhēng)搶?zhuān)鐑蓚€(gè)人同時(shí)夾一個(gè)菜，一個(gè)人剛伸出筷子，結(jié)果伸到的時(shí)候已經(jīng)被夾走菜了。。。此時(shí)就必須等一個(gè)人夾一口之后，在還給另外一個(gè)人夾菜，也就是說(shuō)資源共享就會(huì)發(fā)生沖突爭(zhēng)搶。

      　　1。對(duì)于 Windows 系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，【開(kāi)桌子】的開(kāi)銷(xiāo)很大，因此 Windows 鼓勵(lì)大家在一個(gè)桌子上吃菜。因此 Windows 多線程學(xué)習(xí)重點(diǎn)是要大量面對(duì)資源爭(zhēng)搶與同步方面的問(wèn)題。

      　　2。對(duì)于 Linux 系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，【開(kāi)桌子】的開(kāi)銷(xiāo)很小，因此 Linux 鼓勵(lì)大家盡量每個(gè)人都開(kāi)自己的桌子吃菜。這帶來(lái)新的問(wèn)題是：坐在兩張不同的桌子上，說(shuō)話不方便。因此，Linux 下的學(xué)習(xí)重點(diǎn)大家要學(xué)習(xí)進(jìn)程間通訊的方法。

      　　--

      　　補(bǔ)充：有人對(duì)這個(gè)開(kāi)桌子的開(kāi)銷(xiāo)很有興趣。我把這個(gè)問(wèn)題推廣說(shuō)開(kāi)一下。

      　　開(kāi)桌子的意思是指創(chuàng)建進(jìn)程。開(kāi)銷(xiāo)這里主要指的是時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)。

      　　可以做個(gè)實(shí)驗(yàn)：創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，在進(jìn)程中往內(nèi)存寫(xiě)若干數(shù)據(jù)，然后讀出該數(shù)據(jù)，然后退出。此過(guò)程重復(fù) 1000 次，相當(dāng)于創(chuàng)建/銷(xiāo)毀進(jìn)程 1000 次。在我機(jī)器上的測(cè)試結(jié)果是：

      　　UbuntuLinux：耗時(shí) 0.8 秒

      　　Windows7：耗時(shí) 79.8 秒

      　　兩者開(kāi)銷(xiāo)大約相差一百倍。

      　　這意味著，在 Windows 中，進(jìn)程創(chuàng)建的開(kāi)銷(xiāo)不容忽視。換句話說(shuō)就是，Windows 編程中不建議你創(chuàng)建進(jìn)程，如果你的程序架構(gòu)需要大量創(chuàng)建進(jìn)程，那么最好是切換到 Linux 系統(tǒng)。

      　　大量創(chuàng)建進(jìn)程的典型例子有兩個(gè)，一個(gè)是 gnu autotools 工具鏈，用于編譯很多開(kāi)源代碼的，他們?cè)?Windows 下編譯速度會(huì)很慢，因此軟件開(kāi)發(fā)人員最好是避免使用 Windows。另一個(gè)是服務(wù)器，某些服務(wù)器框架依靠大量創(chuàng)建進(jìn)程來(lái)干活，甚至是對(duì)每個(gè)用戶(hù)請(qǐng)求就創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，這些服務(wù)器在 Windows 下運(yùn)行的效率就會(huì)很差。這“可能”也是放眼全世界范圍，Linux 服務(wù)器遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于 Windows 服務(wù)器的原因。

      　　--

      　　再次補(bǔ)充：如果你是寫(xiě)服務(wù)器端應(yīng)用的，其實(shí)在現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模型下，開(kāi)桌子的開(kāi)銷(xiāo)是可以忽略不計(jì)的，因?yàn)楝F(xiàn)在一般流行的是按照 CPU 核心數(shù)量開(kāi)進(jìn)程或者線程，開(kāi)完之后在數(shù)量上一直保持，進(jìn)程與線程內(nèi)部使用協(xié)程或者異步通信來(lái)處理多個(gè)并發(fā)連接，因而開(kāi)進(jìn)程與開(kāi)線程的開(kāi)銷(xiāo)可以忽略了。

      　　另外一種新的開(kāi)銷(xiāo)被提上日程：核心切換開(kāi)銷(xiāo)。

      　　現(xiàn)代的體系，一般 CPU 會(huì)有多個(gè)核心，而多個(gè)核心可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)不同的線程或者進(jìn)程。

      　　當(dāng)每個(gè) CPU 核心運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程的時(shí)候，由于每個(gè)進(jìn)程的資源都獨(dú)立，所以 CPU 核心之間切換的時(shí)候無(wú)需考慮上下文。

      　　當(dāng)每個(gè) CPU 核心運(yùn)行一個(gè)線程的時(shí)候，由于每個(gè)線程需要共享資源，所以這些資源必須從 CPU 的一個(gè)核心被復(fù)制到另外一個(gè)核心，才能繼續(xù)運(yùn)算，這占用了額外的開(kāi)銷(xiāo)。換句話說(shuō)，在 CPU 為多核的情況下，多線程在性能上不如多進(jìn)程。

      　　因而，當(dāng)前面向多核的服務(wù)器端編程中，需要習(xí)慣多進(jìn)程而非多線程。

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      多線程知識(shí)

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        數(shù)字隔離
        +關(guān)注
        數(shù)字隔離技術(shù)常用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)總線、軍用電子系統(tǒng)和航空航天電子設(shè)備中，尤其是一些應(yīng)用環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)合。數(shù)字隔離電路主要用于數(shù)字信號(hào)和開(kāi)關(guān)量信號(hào)的傳輸。另一個(gè)重要原因是保護(hù)器件（或人）免受高電壓的危害。本文詳細(xì)介紹了數(shù)字隔離器工作原理及特點(diǎn)，選型及應(yīng)用，各類(lèi)數(shù)字隔離器件性能比較等內(nèi)容。
      • 硬件工程師
        硬件工程師
        +關(guān)注
        硬件工程師Hardware Engineer職位 要求熟悉計(jì)算機(jī)市場(chǎng)行情；制定計(jì)算機(jī)組裝計(jì)劃；能夠選購(gòu)組裝需要的硬件設(shè)備，并能合理配置、安裝計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備；安裝和配置計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)；保養(yǎng)硬件和外圍設(shè)備；清晰描述出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)軟硬件故障。
      • wifi模塊
        wifi模塊
        +關(guān)注
        Wi-Fi模塊又名串口Wi-Fi模塊，屬于物聯(lián)網(wǎng)傳輸層，功能是將串口或TTL電平轉(zhuǎn)為符合Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式模塊，內(nèi)置無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11b.g.n協(xié)議棧以及TCP/IP協(xié)議棧。傳統(tǒng)的硬件設(shè)備嵌入Wi-Fi模塊可以直接利用Wi-Fi聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)，是實(shí)現(xiàn)無(wú)線智能家居、M2M等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要組成部分。
      • MPU6050
        MPU6050
        +關(guān)注
        MPU-6000（6050）為全球首例整合性6軸運(yùn)動(dòng)處理組件，相較于多組件方案，免除了組合陀螺儀與加速器時(shí)間軸之差的問(wèn)題，減少了大量的封裝空間。
      • 74ls74
        74ls74
        +關(guān)注
        74LS74是雙D觸發(fā)器。功能多，可作雙穩(wěn)態(tài)、寄存器、移位寄存器、振蕩器、單穩(wěn)態(tài)、分頻計(jì)數(shù)器等功能。本章詳細(xì)介紹了74ls112的功能及原理，74ls74引腳圖及功能表，74ls112的應(yīng)用等內(nèi)容。
      • Protues
        Protues
        +關(guān)注
        Proteus軟件是英國(guó)Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。
      • UHD
        UHD
        +關(guān)注
        UHD是”超高清“的意思UHD的應(yīng)用在電視機(jī)技術(shù)上最為普遍，目前已有不少?gòu)S商推出了UHD超高清電視。
      • STC12C5A60S2
        STC12C5A60S2
        +關(guān)注
        在眾多的51系列單片機(jī)中，要算國(guó)內(nèi)STC 公司的1T增強(qiáng)系列更具有競(jìng)爭(zhēng)力，因他不但和8051指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的具有大容量程序存儲(chǔ)器且是FLASH工藝的，如STC12C5A60S2單片機(jī)內(nèi)部就自帶高達(dá)60K FLASHROM，這種工藝的存儲(chǔ)器用戶(hù)可以用電的方式瞬間擦除、改寫(xiě)。
      • 循跡小車(chē)
        循跡小車(chē)
        +關(guān)注
        做單片機(jī)的工程師相比都堆循跡小車(chē)有所認(rèn)識(shí)，它是自動(dòng)引導(dǎo)機(jī)器人系統(tǒng)的基本應(yīng)用，那么今天小編就給大家介紹下自動(dòng)自動(dòng)循跡小車(chē)的原理，智能循跡小車(chē)的應(yīng)用，智能循跡小車(chē)程序，循跡小車(chē)用途等知識(shí)吧！
      • LM2596
        LM2596
        +關(guān)注
        LM2596是降壓型電源管理單片集成電路的開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器，能夠輸出3A的驅(qū)動(dòng)電流，同時(shí)具有很好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性。固定輸出版本有3.3V、5V、12V，可調(diào)版本可以輸出小于37V的各種電壓。
      • 光立方
        光立方
        +關(guān)注
        光立方是由四千多棵光藝高科技“發(fā)光樹(shù)”組成的，在2009年10月1日天安門(mén)廣場(chǎng)舉行的國(guó)慶聯(lián)歡晚會(huì)上面世。這是新中國(guó)成立六十周年國(guó)慶晚會(huì)最具創(chuàng)意的三大法寶之首。
      • K60
        K60
        +關(guān)注
      • 光模塊
        光模塊
        +關(guān)注
        光模塊(optical module)由光電子器件、功能電路和光接口等組成，光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。簡(jiǎn)單的說(shuō)，光模塊的作用就是光電轉(zhuǎn)換，發(fā)送端把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，通過(guò)光纖傳送后，接收端再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
      • STM32單片機(jī)
        STM32單片機(jī)
        +關(guān)注
        STM32系列基于專(zhuān)為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的ARM Cortex-M3內(nèi)核
      • Nexperia
        Nexperia
        +關(guān)注
        Nexperia是大批量生產(chǎn)基本半導(dǎo)體的領(lǐng)先專(zhuān)家，這些半導(dǎo)體是世界上每個(gè)電子設(shè)計(jì)都需要的組件。該公司廣泛的產(chǎn)品組合包括二極管、雙極晶體管、ESD 保護(hù)器件、MOSFET、GaN FET 以及模擬和邏輯IC。
      • 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器
        步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器
        +關(guān)注
        步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（稱(chēng)為“步距角”），它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速和定位的目的。
      • CD4046
        CD4046
        +關(guān)注
        cD4046是通用的CMOS鎖相環(huán)集成電路，其特點(diǎn)是電源電壓范圍寬（為3V－18V），輸入阻抗高（約100MΩ），動(dòng)態(tài)功耗小，在中心頻率f0為10kHz下功耗僅為600μW，屬微功耗器件。本章主要介紹內(nèi)容有，CD4046的功能 cd4046鎖相環(huán)電路，CD4046無(wú)線發(fā)射，cd4046運(yùn)用，cd4046鎖相環(huán)電路圖。
      • COMSOL
        COMSOL
        +關(guān)注
        COMSOL集團(tuán)是全球多物理場(chǎng)建模解決方案的提倡者與領(lǐng)導(dǎo)者。憑借創(chuàng)新的團(tuán)隊(duì)、協(xié)作的文化、前沿的技術(shù)、出色的產(chǎn)品，這家高科技工程軟件公司正飛速發(fā)展，并有望成為行業(yè)領(lǐng)袖。其旗艦產(chǎn)品COMSOL Multiphysics 使工程師和科學(xué)家們可以通過(guò)模擬，賦予設(shè)計(jì)理念以生命。
      • 加速度傳感器
        加速度傳感器
        +關(guān)注
        加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。
      • 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
        聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
        +關(guān)注
      • 服務(wù)機(jī)器人
        服務(wù)機(jī)器人
        +關(guān)注
        服務(wù)機(jī)器人是機(jī)器人家族中的一個(gè)年輕成員，到目前為止尚沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)格的定義。不同國(guó)家對(duì)服務(wù)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)不同。
      • 四軸飛行器
        四軸飛行器
        +關(guān)注
        四軸飛行器，又稱(chēng)四旋翼飛行器、四旋翼直升機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)四軸、四旋翼。這四軸飛行器（Quadrotor）是一種多旋翼飛行器。四軸飛行器的四個(gè)螺旋槳都是電機(jī)直連的簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)，十字形的布局允許飛行器通過(guò)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速獲得旋轉(zhuǎn)機(jī)身的力，從而調(diào)整自身姿態(tài)。具體的技術(shù)細(xì)節(jié)在“基本運(yùn)動(dòng)原理”中講述。
      • 基站測(cè)試
        基站測(cè)試
        +關(guān)注
        802.11ac與11基站測(cè)試（base station tests） 在基站設(shè)備安裝完畢后，對(duì)基站設(shè)備電氣性能所進(jìn)行的測(cè)量。n的區(qū)別，802.11n無(wú)線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)，802.11n怎么安裝。
      • TMS320F28335
        TMS320F28335
        +關(guān)注
        TMS320F28335是一款TI高性能TMS320C28x系列32位浮點(diǎn)DSP處理器
      • SDK
        SDK
        +關(guān)注
        　　SDK一般指軟件開(kāi)發(fā)工具包，軟件開(kāi)發(fā)工具包一般都是一些軟件工程師為特定的軟件包、軟件框架、硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)等建立應(yīng)用軟件時(shí)的開(kāi)發(fā)工具的集合。軟件開(kāi)發(fā)工具廣義上指輔助開(kāi)發(fā)某一類(lèi)軟件的相關(guān)文檔、范例和工具的集合。
      • 靜電防護(hù)
        靜電防護(hù)
        +關(guān)注
        為防止靜電積累所引起的人身電擊、火災(zāi)和爆炸、電子器件失效和損壞，以及對(duì)生產(chǎn)的不良影響而采取的防范措施。其防范原則主要是抑制靜電的產(chǎn)生，加速靜電泄漏，進(jìn)行靜電中和等。
      • OBD
        OBD
        +關(guān)注
        OBD是英文On-Board Diagnostic的縮寫(xiě)，中文翻譯為“車(chē)載診斷系統(tǒng)”。這個(gè)系統(tǒng)隨時(shí)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況和尾氣后處理系統(tǒng)的工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)有可能引起排放超標(biāo)的情況，會(huì)馬上發(fā)出警示。
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