多线程是如何工作的？

Question

我希望了解多线程如何解决可扩展性问题。我基本的理解是当请求到来时，会分配一个新线程来处理请求。但是背后究竟发生了什么呢？

我目前正在启动一个项目，需要构建一个存储云来处理成千上万个GET、PUT和DELETE操作。多线程能够解决可扩展性问题吗？还是应该考虑事件驱动服务器？

- Sudhagar

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你做了哪些研究？请参见这里：http://meta.stackexchange.com/a/128553/152851 - Gray

Answer 1

多线程允许同时运行多个线程。在多核机器上，这意味着两个线程可以真正并行运行，做一次性运行工作量的两倍。理想情况下，在4核机器上，使用4个线程的工作量几乎是单个线程的4倍。

为了使此工作正常进行，您需要能够使用多个线程相对独立地解决问题。您需要相当聪明才能弄清如何将程序分解为线程。而且大多数情况下，您需要非常聪明才能避免这些线程破坏彼此的数据（或更糟糕的是，悄悄地破坏它）。尽管有时候可以几乎独立地运行线程，就像同一程序的不同会话一样，这很好。

多线程在所有内核上发挥作用。在4核机器上，您可以完成4倍的工作-希望如此。如果升级到16核机器，则会再增加4倍-如果您进行了一些非常聪明的编程。如果您正在吹嘘比竞争对手快50％，则最好在竞争对手之前使用多线程。

否则，请使用单线程解决方案。这更简单。（对我来说，成千上万的数据听起来不像很多。如果可以达到数百万，则使用多线程可能值得一试。）

- RalphChapin

Answer 2

多线程可以帮助，因为通常正常的HTTP执行包含许多I/O。而且你知道IO操作很重，需要很长时间。所以在实践中，当你有一个请求需要获取类A的实例和类B的实例时，如果你创建2个线程，一个用于访问A实例，另一个用于从数据库访问B类实例，你可以将每个实例加载到单独的线程上，这样你将更有可能在线程A执行其代码时，线程B被IO阻塞，反之亦然。因此，使用多线程可以节省IO处理时间。

这是第一个好处。另一个好处是，使用多线程，你不必为传入的连接保留整个线程，而是使用异步事件处理模型。有一个很好的实现使用这种技术，称为netty，可以处理每秒50,000多个请求。

- Houcem Berrayana

Answer 3

线程是任务的最小单元。当一个任务/线程正在等待I/O或其他操作时，它将被脱机并开始执行其他线程。这发生在微秒级别上。此外，如果我们有多个处理器，我们可以同时运行许多线程。

我们需要谨慎考虑哪些内容可以作为线程。一个线程不应该依赖于另一个线程的输出。在这种情况下，多线程的概念会带来快速的结果。有时我们需要依赖其他线程。这时候我们使用同步。

如果所有操作都可以采取并行路径，则多线程可以提高性能。如果操作彼此依赖，则可以考虑事件驱动服务器。

- SARIKA

Answer 4

多线程唯一擅长的是多核计算。

通常事件模型更轻量级，因为您可以完全控制代码执行。例如，如果您当前正在获取和处理HTTP标头，并且某个其他线程需要唤醒，则意味着：

• 完整的处理器状态被保存；
• 当前CPU缓存部分被清除；
• 一些代码运行；
• 完整的处理器状态被恢复。

在事件模型中，您将完全有权结束整个周期，保存数据，然后进行另一个事件。第二个事件将等待您完成工作。但是，通过劫持工作代码浪费的时间通常要大得多。

内存管理也要考虑：在线程模型中，您需要锁定以同步对关键数据的访问，但事件模型不需要锁定，也不需要每个线程特定数据的额外内存。

这也是Web服务器的重点所在：这样nginx就可以处理数千个连接而不会使机器崩溃。

- kworr

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谢谢Kworr。那肯定很有帮助。 - Sudhagar