个人认为的同步 异步 多线程 单核 多核 并行的区别

Question

我认为大家将异步的概念 和多线程混淆在一起了举个简单的例子，  假设我要做 烧开水，举杠铃100下， 洗衣服 3件事情。烧开水 这件事情，  我要做的事情为， 准备烧开水 1分钟， 等开水烧开 8 分钟 , 关掉烧水机 1分钟
举杠铃100下        我要做的事情为,  举杠铃100下  10分钟
洗衣服             我要做的事情为， 准备洗衣服 1分钟， 等开水烧开 5 分钟 , 关掉洗衣机 1分钟
单核情况下
同步的完成，我需要做的时间为 1+ 8 +1 + 10 + 1+ 5 +1 = 27 分如果异步，就是在等的时候，我可以切换去做别的事情准备烧开水(1) + 准备洗衣服(1) + 举50下杠铃 (5)分钟+ 关洗衣机 1分钟 + 举杠铃20下 (2)分钟+ 关烧水机 1分钟 + 举30下杠铃(3)分钟
1+1+5+1+2+1+3 =14 分钟
多核 双核 异步 并行核1  准备烧开水 1分钟+ 举杠铃50下(5)分钟+ 等待3分钟 + 关掉烧水机 1分钟核2  准备洗衣服 1分钟+ 举杠铃50下(5)分钟+ 关掉洗衣机 1分钟 + 等待3分钟其实只花了 1+5+3+1 = 10分钟其中还有双核都等待了3分钟
双核 异步 非并行核1   举杠铃100下(10)分钟核2   准备烧开水 1分钟+ 准备洗衣服 1分钟+ 等待5 分钟+ + 关掉烧水机 1分钟  + 等待 1 分钟 + 关掉洗衣机 1分钟其实只花了 1+5+3+1 = 10分钟
 
多线程的做法
单核下线程1   准备烧开水 1分钟， 等开水烧开 8 分钟 , 关掉烧水机 1分钟
线程2   举杠铃100下  10分钟
线程3   准备洗衣服 1分钟， 等开水烧开 5 分钟 , 关掉洗衣机 1分钟cpu 可能这么切换 最理想的切换方式
 
线程1   准备烧开水1   sleep   1           sleep 5             sleep 1           sleep 2          关开水 1分钟 exit
线程2     sleep 1      sleep  1            举杠铃50 5分钟     sleep 1           举杠铃20 2分钟   sleep1       举杠铃30下 3分钟         
线程3    sleep  1      准备洗衣服1 分钟    sleep 5            关洗衣机1分钟     exit
最后使用了  14分钟   和异步是一样的。
但是实际上是不一样的，因为线程不会按照我们设想的去跑， 如果线程2 举杠铃先跑，整个流程的速度就下来了。异步和同步的区别，  在io等待的时候，同步不会切走，浪费了时间。如果都是独占cpu 的业务， 比如举杠铃的业务， 在单核情况下 多线和单线 没有区别。多线程的好处，比较容易的实现了 异步切换的思想， 因为异步的程序很难写的。多线程本身程还是以同步完成，但是应该说
比效率是比不上异步的。 而且多线很容易写， 相对效率也高。
多核的好处，就是可以同时做事情， 这个和单核完全不一样的。
至于多核运行 这3个线程的情况 就留给你们自己完成了。本人水平有限， 有错误请指出

Answer 1

刚开始看win32 位多线编程的菜鸟更应该懂得尊重。

Answer 2

up,楼主能写出来就很不错了,技术也就是这样提升的..
虽然我对多线程的内部机制不是很清楚,不过,看了<<Windows核心编程>>里介绍的,觉得楼主说错了,多线程并不能缩短完成上述任务的时间,相反,线程间的切换要花时间,所以时间反而还会耗费更多..
我对这方面的概念也很模糊，明白的朋友请补充和更正。

Answer 3

水平不行， 你应该指出错误的地方，帮助我提高。而不是在这里发出这样的论调。线程切换是要时间的， 我介绍的是主要的实质内容。多线程本身的流程大多数是按照同步方式来完成，因为cpu可以将线程切走，可以比较好的利用cpu
如果是单线同步，效率就会低很多。单核心下 多线程提高的地方，大多数情况下 我认为可以简单的认为就是io的时候，cpu 切到另一个线程，提高了效率。 而切换的代价忽略不计。如果线程本身很多，那么它切换的代价就很大。这个和操作系统的进程切换是一个概念。线程切换的 原理和 os 的进程切换 我感觉很相似。os 的进程切换也有代价， 操作系统
里面也学过了，如果全是cpu 计算，分时操作系统不能提高速度，只会降低速度.多线程也一样。以网络操作为例
如果用全异步做，速度无疑更快。 这点上 steven 在他的upn 里面已经证明了
但是他同时也说考虑到异步代码的复杂和难写，多线程是很好的选择。
个人认为epoll iocp 的出现，其实就是 对多线程+ 同步做法的改进， 改成了多线程 +异步提醒。
因为网络的速度比cpu慢很多，多线程+ 同步 cpu 空等太多了。（一家之言）

Answer 4

你说的太对了.就说他把问题复杂化了嘛.还是喜欢INTEL那简单的说明文档.睡觉去了.

Answer 5

前面说的用线程提高效率都是在单CPU下..在一个时刻,只能有一个任务停留在CPU内,也就是说要完成"烧开水，举杠铃100下， 洗衣服"这三件事的时间应该等于各事件的时间和+切换线程的时间..因为他们是并发执行的(两个或多个事件在同一时间间隔内发生)..建议楼主看看<<windows核心编程>>这本书里第四章在讲进程时,提到线程的概念:操作系统会为每个线程安排一定的CPU时间,它通过以一种循环的方式为线程提供时间片,造成一种假象,仿佛所有的线程都是同时运行一样..
在多CPU下,OS会按照某种算法,让多线程真正的成为同时运行..
前两天论坛有人在讨论这个问题,你找找,看看大牛们是怎么说的, 我也学的很肤浅。

Answer 6

三件事的时间应该等于各事件的时间和+切换线程的时间..因为他们是并发执行的(两个或多个事件在同一时间间隔内发生)没错，但是关键是在io 的时候，让出cpu.而且切换的时间代价和 io等待时间比较微不足道。如果还是坚持你的想法 ok,  我们简单的讨论一个例子，同时起2个线程 1个线程 sleep 10秒  1个线程 sleep 5秒。
按照你的想法是多少时间？ 线程A 需要运行的时间 10秒
线程B 需要运行的时间 5秒单核cpu 上面， 2个线程是需要 15秒？还是10秒结束？
下面是代码 跑了以后 然后再来看我的帖子。#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>//using namespace std;DWORD WINAPI fun1(void *);
DWORD WINAPI fun2(void *);int main()
{ fprintf(stderr, " begin %d\n", (unsigned int)time(NULL));
HANDLE h1 = CreateThread(NULL, NULL, fun1,NULL,NULL,NULL);
HANDLE h2 = CreateThread(NULL, NULL, fun2,NULL,NULL,NULL); ::WaitForSingleObject(h2, INFINITE);
::WaitForSingleObject(h1, INFINITE);
fprintf(stderr, " end %d\n", (unsigned int)time(NULL)); CloseHandle(h1);
CloseHandle(h2);
return 0;
}DWORD WINAPI fun1(void *)
{
fprintf(stderr, " thread1 begin %d\n", (unsigned int)time(NULL));
::Sleep(1000 *10);
fprintf(stderr, " thread1 end %d\n", (unsigned int)time(NULL));
return 0; 
}DWORD WINAPI fun2(void *)
{
fprintf(stderr, " thread2 begin %d\n", (unsigned int)time(NULL));
::Sleep(1000 *5);
fprintf(stderr, " thread2 end %d\n", (unsigned int)time(NULL));
return 0;
}

Answer 7

分析的挺透彻的。
补充一点：多核下的速度提升倍数要小于核的数量，因为会访问一些共享资源，或者有IO操作，cache共享等。

Answer 8

#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>//using namespace std;DWORD WINAPI fun1(void *);
DWORD WINAPI fun2(void *);volicate float x[1000][1000] = {0};
float y[1000][1000] = {0};
float z[1000][1000] = {0};void funtime(float *);int main(int argc, char *argv)
{ fprintf(stderr, " funtime z %d\n", (unsigned int)time(NULL));
funtime(&(z[0][0]));
fprintf(stderr, " funtime z %d\n", (unsigned int)time(NULL)); fprintf(stderr, " begin %d\n", (unsigned int)time(NULL));
HANDLE h1 = CreateThread(NULL, NULL, fun1,NULL,NULL,NULL);
HANDLE h2 = CreateThread(NULL, NULL, fun2,NULL,NULL,NULL); ::WaitForSingleObject(h2, INFINITE);
::WaitForSingleObject(h1, INFINITE);
fprintf(stderr, " end %d\n", (unsigned int)time(NULL)); CloseHandle(h1);
CloseHandle(h2);
getchar(); return 0;
}DWORD WINAPI fun1(void *)
{
fprintf(stderr, " thread1 begin %d\n", (unsigned int)time(NULL));
funtime(&(x[0][0]));
::Sleep(1000 *10);
fprintf(stderr, " thread1 end %d\n", (unsigned int)time(NULL));
return 0;
}DWORD WINAPI fun2(void *)
{
fprintf(stderr, " thread2 begin %d\n", (unsigned int)time(NULL));
funtime(&(y[0][0]));
::Sleep(1000 *5);
fprintf(stderr, " thread2 end %d\n", (unsigned int)time(NULL));
return 0;
}void funtime(float *table)
{
unsigned int t = time(NULL);
float PI = 3.14156925354;
for (int k =0; k < 100;k++)
for (int x = 0; x < 1000; ++x) 
for (int y = 0; y < 1000; ++y) {
*(table +x*1000+ y) = PI *(t+x)*(t+y);
t++;
}
}这个代码 在多核 和单核上面的效果是不一样的。
仔细分析 就知道 多核 的多 多在那里了而上面的代码 多核和单核则基本没差距。