CPU核数跟多线程的关系

一直以来有这样的疑惑，单核CPU适合多线程吗？是不是几个核的CPU开几个线程是最合适的？

今天就这一问题查了一些资料，现整理如下：

要说多线程就离不开进程，进程和线程的区别在这里就不详细说了，只将关键的几点：

a)进程之间是相互独立的，不共享内存和数据，线程之间的内存和数据是公用的，每个线程只有自己的一组CPU指令、寄存器和堆栈，对于线程来说只有CPU里的东西是自己独享的，程序中的其他东西都是跟同一个进程里的其他线程共享的。

b)操作系统创建进程时要分配好多外部资源，所以开销大。（这个跟操作系统有关，有人做过实验，window创建进程的开销大，linux创建进程的开销就很小。）

再来说一下CPU，在过去单CPU时代，单任务在一个时间点只能执行单一程序。之后发展到多任务阶段，计算机能在同一时间点并行执行多任务或多进程。虽然并不是真正意义上的“同一时间点”，而是多个任务或进程共享一个CPU，并交由操作系统来完成多任务间对CPU的运行切换，以使得每个任务都有机会获得一定的时间片运行。而现在多核CPU的情况下，同一时间点可以执行多个任务，具体到这个任务在CPU哪个核上运行，这个就跟操作系统和CPU本身的设计相关了。

我们假设一个极端的情况：在一台单核计算机上只运行2个程序，一个是我们的程序A，另一个是操作系统的程序B，每个程序是一个进程。单核CPU的时候，A和B在CPU上交替运行，具体的分配方式由操作系统来判断，我这里猜测应该跟A和B的线程数有关，因为线程是CPU级别的，如果A有5个线程，B也有5个线程，那么CPU分配给A和B的时间应该是1：1的；如果A增加到15个线程，CPU分配给A和B的时间应该是3：1的比例。所以此时如果A的线程数多，那么获得的CPU执行次数就多，处理的速度也就快了。以上假设的前提是：①A和B的优先级相同，②A和B都是只消耗CPU资源的程序。

如果相同的情况用一个双核的计算机来处理又会是什么结果呢？假设这个双核的计算机和操作系统比较傻，把A进程分配到核1上，B进程分配到核2上，那不管A有几个线程，都是用核1来处理，那么时间肯定是一样的。不过现实中应该不会有这么傻的CPU和操作系统吧。  所以赶紧还是会根据线程来进行处理，当A的线程比B多时，会占用核2来处理A的线程。

刚才说的是只消耗CPU资源的程序，但这样的程序在实际应用中基本上是没有的，总会有跟资源打交道的。比如读个文件，查个数据库，访问一个网络连接等等。这个时候多线程才真正体现出优势，在一个进程中，线程a去读文件，线程b去查数据库，线程c去访问网络，a先用一下CPU，然后去读文件，此时CPU空闲，b就用一下，然后去查数据库，……，相对于读文件、查数据库、访问网络来说CPU计算的时间几乎可以忽略不计，所以多线程实际上是计算机多种资源的并行运用，跟CPU有几个核心是没什么关系的。