计算机基础 - CPU、核数、线程数扫盲 - 《Java成长之路》

作者是一个Java开发工作者，在通常，项目上线的时候，我们都会去选择服务器配置，比如8核16G、等等配置，在这边做一个选择服务器的配置基础认知。从CPU开始讲解.

1.CPU

CPU是指看得见的芯片个数、也就是指主板上插CPU的插槽个数

2.核数 cpu cores

在每一个cpu上面,都可能有多个核(core)，每一个核中都有独立的一套ALU、FPU、Cache 组件。所以这个概念也被称之为物理核。总的CPU物理内核数=物理CPU数*每颗CPU的内核数

3.线程数 processor

这个主要得益于现在的超线程技术，可以让一个物理核模拟处多个逻辑核，processor。起作用也就是当我们有多个计算任务、或者处理逻辑的时候，可以让一个计算任务使用ALU的时候，另一个则取使用FPU。这样可以充分利用物理核的各个组件。使得同一个物理核当中也可以执行多个计算任务。
总的逻辑CPU数=物理CPU个数*每颗物理CPU的核数*超线程数总的逻辑CPU数=总的CPU物理内核书*超线程数

几核几线程

我们常说的核指的是内核个数。像下面这张图表示6核12线程。基于上面的逻辑核公式可以推算出每个内核可以运行2个线程数量。

多核的作用主要用于多任务进行计算。那么是不是在多线程的情况下，就会使用到多核呢？测试如下


public class ThreadTest {
    private static final int num = 1000 * 1000;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < num; i++) {
                System.out.println(i);
            }
        }, "thread1").start();
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < num; i++) {
                System.out.println(i);
            }
        }, "thread2").start();
        new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < num; i++) {
                System.out.println(i);
            }
        }, "thread3").start();
    }
}

采用VisualVm 进行观察结果如下

创建了3条线程，但是这3条线程并不是一起执行的，所以对于我们的猜测可能并不是一致，因为在我们的想法当中这3条线程应该是一起执行的。
Java 多线程如何实现在多 CPU 上分布？

线程的调度是由CPU分配的。如果线程运算量不算大，CPU调度县城不一定会被平均分配给每个内核，而是采用切换的方式去运行。

增加线程当中的运算量。


public class ThreadTest_1 {
    // 数据量
    private static final int num = 2000 * 1000;
    // 设置栅栏是为了防止子线程还没结束就执行main线程输出耗时时间
    private static final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(4);
    private static ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(4);
    private static final String filePath1 = "/Users/hao/IdeaProjects/Sample/src/test1.txt";
    private static final String filePath2 = "/Users/hao/IdeaProjects/Sample/src/test2.txt";
    private static final String filePath3 = "/Users/hao/IdeaProjects/Sample/src/test3.txt";
    private static final String filePath4 = "/Users/hao/IdeaProjects/Sample/src/test4.txt";
    private static File file1 = new File(filePath1);
    private static File file2 = new File(filePath2);
    private static File file3 = new File(filePath3);
    private static File file4 = new File(filePath4);
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, IOException {
        // 开始时间
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        new Thread(new WriteFileThread(file1), "线程1").start();
        new Thread(new WriteFileThread(file2), "线程2").start();
        new Thread(new WriteFileThread(file3), "线程3").start();
        new Thread(new WriteFileThread(file4), "线程4").start();
        try {
            countDownLatch.await();
        } finally {
            service.shutdown();
        }
        // 结束时间
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println();
        System.out.println("总耗时间为：" + (endTime - startTime) / 1000.0 + "s");
    }
    static class WriteFileThread implements Runnable {
        private File file;
        public WriteFileThread(File file) {
            this.file = file;
        }
        @Override
        public void run() {
            writeFile(file);
        }
    }
    static void writeFile(File file) {
        // 判断是否有该文件
        if (!file.getParentFile().exists()) {
            file.getParentFile().mkdirs();
        }
        if (!file.exists()) {
            try {
                file.createNewFile();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        //创建输出缓冲流对象
        BufferedWriter bufferedWriter = null;
        try {
            bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter(file));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            try {
                bufferedWriter.write(i);
                bufferedWriter.newLine();
                bufferedWriter.flush();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行完成，耗时 : " + (endTime - startTime) / 1000 + "s");
        countDownLatch.countDown();
        try {
            bufferedWriter.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}