并发编程之模式篇

异步模式之工作线程

1 定义

  • 让有限的工作线程(Worker Thread)来轮流异步处理无限多的任务。也可以将其归类为分工模式,它的典型实现就是线程池,也体现了经典设计模式中的享元模式。
  • 注意,不同任务类型应该使用不同的线程池,这样能够避免饥饿,并能提升效率

2 饥饿

固定大小线程池会有饥饿现象

  • 两个工人是同一个线程池中的两个线程
  • 他们要做的事情是:为客人点餐和到后厨做菜,这是两个阶段的工作
    • 客人点餐:必须先点完餐,等菜做好,上菜,在此期间处理点餐的工人必须等待
    • 后厨做菜:没啥说的,做就是了
  • 比如工人A 处理了点餐任务,接下来它要等着 工人B 把菜做好,然后上菜,他俩也配合的蛮好
  • 但现在同时来了两个客人,这个时候工人A 和工人B 都去处理点餐了,这时没人做饭了,饥饿

3 创建多少线程池合适

  • 过小会导致程序不能充分地利用系统资源、容易导致饥饿
  • 过大会导致更多的线程上下文切换,占用更多内存

3.1 CPU 密集型运算

通常采用 cpu 核数 + 1 能够实现最优的 CPU 利用率,+1 是保证当线程由于页缺失故障(操作系统)或其它原因导致暂停时,额外的这个线程就能顶上去,保证 CPU 时钟周期不被浪费

3.2 I/O 密集型运算

CPU 不总是处于繁忙状态,例如,当你执行业务计算时,这时候会使用 CPU 资源,但当你执行 I/O 操作时、远程RPC 调用时,包括进行数据库操作时,这时候 CPU 就闲下来了,你可以利用多线程提高它的利用率。

经验公式如下

  • 线程数 = 核数 * 期望 CPU 利用率 * 总时间(CPU计算时间+等待时间) / CPU 计算时间
  • 例如 4 核 CPU 计算时间是 50% ,其它等待时间是 50%,期望 cpu 被 100% 利用,套用公式4 * 100% * 100% / 50% = 8
  • 例如 4 核 CPU 计算时间是 10% ,其它等待时间是 90%,期望 cpu 被 100% 利用,套用公式
    4 * 100% * 100% / 10% = 40

4 自定义线程池

参考:https://editor.csdn.net/md/?articleId=121757815

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転載: blog.csdn.net/qq_36389060/article/details/121743099