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盡管面臨很多挑戰(zhàn)，多線程有一些優(yōu)點(diǎn)使得它一直被使用。這些優(yōu)點(diǎn)是：

• 資源利用率更好

• 程序設(shè)計(jì)在某些情況下更簡(jiǎn)單

• 程序響應(yīng)更快

資源利用率更好

想象一下，一個(gè)應(yīng)用程序需要從本地文件系統(tǒng)中讀取和處理文件的情景。比方說(shuō)，從磁盤讀取一個(gè)文件需要5秒，處理一個(gè)文件需要2秒。處理兩個(gè)文件則需要：

5秒讀取文件A
2秒處理文件A
5秒讀取文件B
2秒處理文件B
---------------------
總共需要14秒

從磁盤中讀取文件的時(shí)候，大部分的CPU時(shí)間用于等待磁盤去讀取數(shù)據(jù)。在這段時(shí)間里，CPU非常的空閑。它可以做一些別的事情。通過(guò)改變操作的順序，就能夠更好的使用CPU資源?？聪旅娴捻樞颍?/p>

5秒讀取文件A
5秒讀取文件B + 2秒處理文件A
2秒處理文件B
---------------------
總共需要12秒

CPU等待***個(gè)文件被讀取完。然后開始讀取第二個(gè)文件。當(dāng)?shù)诙募诒蛔x取的時(shí)候，CPU會(huì)去處理***個(gè)文件。記住，在等待磁盤讀取文件的時(shí)候，CPU大部分時(shí)間是空閑的。

總的說(shuō)來(lái)，CPU能夠在等待IO的時(shí)候做一些其他的事情。這個(gè)不一定就是磁盤IO。它也可以是網(wǎng)絡(luò)的IO，或者用戶輸入。通常情況下，網(wǎng)絡(luò)和磁盤的IO比CPU和內(nèi)存的IO慢的多。

程序設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單

在單線程應(yīng)用程序中，如果你想編寫程序手動(dòng)處理上面所提到的讀取和處理的順序，你必須記錄每個(gè)文件讀取和處理的狀態(tài)。相反，你可以啟動(dòng)兩個(gè)線程，每 個(gè)線程處理一個(gè)文件的讀取和操作。線程會(huì)在等待磁盤讀取文件的過(guò)程中被阻塞。在等待的時(shí)候，其他的線程能夠使用CPU去處理已經(jīng)讀取完的文件。其結(jié)果就 是，磁盤總是在繁忙地讀取不同的文件到內(nèi)存中。這會(huì)帶來(lái)磁盤和CPU利用率的提升。而且每個(gè)線程只需要記錄一個(gè)文件，因此這種方式也很容易編程實(shí)現(xiàn)。

程序響應(yīng)更快

將一個(gè)單線程應(yīng)用程序變成多線程應(yīng)用程序的另一個(gè)常見的目的是實(shí)現(xiàn)一個(gè)響應(yīng)更快的應(yīng)用程序。設(shè)想一個(gè)服務(wù)器應(yīng)用，它在某一個(gè)端口監(jiān)聽進(jìn)來(lái)的請(qǐng)求。當(dāng)一個(gè)請(qǐng)求到來(lái)時(shí)，它去處理這個(gè)請(qǐng)求，然后再返回去監(jiān)聽。

服務(wù)器的流程如下所述：

while(server is active){     listen for request     process request }

如果一個(gè)請(qǐng)求需要占用大量的時(shí)間來(lái)處理，在這段時(shí)間內(nèi)新的客戶端就無(wú)法發(fā)送請(qǐng)求給服務(wù)端。只有服務(wù)器在監(jiān)聽的時(shí)候，請(qǐng)求才能被接收。另一種設(shè)計(jì)是，監(jiān)聽線 程把請(qǐng)求傳遞給工作者線程(worker  thread)，然后立刻返回去監(jiān)聽。而工作者線程則能夠處理這個(gè)請(qǐng)求并發(fā)送一個(gè)回復(fù)給客戶端。這種設(shè)計(jì)如下所述：

while(server is active){     listen for request     hand request to worker thread }

這種方式，服務(wù)端線程迅速地返回去監(jiān)聽。因此，更多的客戶端能夠發(fā)送請(qǐng)求給服務(wù)端。這個(gè)服務(wù)也變得響應(yīng)更快。

桌面應(yīng)用也是同樣如此。如果你點(diǎn)擊一個(gè)按鈕開始運(yùn)行一個(gè)耗時(shí)的任務(wù)，這個(gè)線程既要執(zhí)行任務(wù)又要更新窗口和按鈕，那么在任務(wù)執(zhí)行的過(guò)程中，這個(gè)應(yīng)用程 序看起來(lái)好像沒(méi)有反應(yīng)一樣。相反，任務(wù)可以傳遞給工作者線程（word  thread)。當(dāng)工作者線程在繁忙地處理任務(wù)的時(shí)候，窗口線程可以自由地響應(yīng)其他用戶的請(qǐng)求。當(dāng)工作者線程完成任務(wù)的時(shí)候，它發(fā)送信號(hào)給窗口線程。窗口 線程便可以更新應(yīng)用程序窗口，并顯示任務(wù)的結(jié)果。對(duì)用戶而言，這種具有工作者線程設(shè)計(jì)的程序顯得響應(yīng)速度更快。

從一個(gè)單線程的應(yīng)用到一個(gè)多線程的應(yīng)用并不僅僅帶來(lái)好處，它也會(huì)有一些代價(jià)。不要僅僅為了使用多線程而使用多線程。而應(yīng)該明確在使用多線程時(shí)能多來(lái)的好處比所付出的代價(jià)大的時(shí)候，才使用多線程。如果存在疑問(wèn)，應(yīng)該嘗試測(cè)量一下應(yīng)用程序的性能和響應(yīng)能力，而不只是猜測(cè)。

設(shè)計(jì)更復(fù)雜

雖然有一些多線程應(yīng)用程序比單線程的應(yīng)用程序要簡(jiǎn)單，但其他的一般都更復(fù)雜。在多線程訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)的時(shí)候，這部分代碼需要特別的注意。線程之間的交互往往非常復(fù)雜。不正確的線程同步產(chǎn)生的錯(cuò)誤非常難以被發(fā)現(xiàn)，并且重現(xiàn)以修復(fù)。

上下文切換的開銷

當(dāng)CPU從執(zhí)行一個(gè)線程切換到執(zhí)行另外一個(gè)線程的時(shí)候，它需要先存儲(chǔ)當(dāng)前線程的本地的數(shù)據(jù)，程序指針等，然后載入另一個(gè)線程的本地?cái)?shù)據(jù)，程序指針 等，***才開始執(zhí)行。這種切換稱為“上下文切換”(“context  switch”)。CPU會(huì)在一個(gè)上下文中執(zhí)行一個(gè)線程，然后切換到另外一個(gè)上下文中執(zhí)行另外一個(gè)線程。

上下文切換并不廉價(jià)。如果沒(méi)有必要，應(yīng)該減少上下文切換的發(fā)生。

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