- 提高响应速度:对于耗时操作,使用多线程可以使得应用程序更快地响应用户的请求,从而提高用户体验。
- 实现并行计算:多线程可以同时执行多个任务,从而实现并行计算,提高程序的运行效率。
- 提高CPU利用率:在多CPU系统中,使用多线程可以充分利用CPU资源,提高系统的运行效率。
- 改善程序结构:将一个既长又复杂的进程分为多个线程,可以使得程序更加模块化、易于理解和修改。
- 线程间通信机制:多线程之间可以方便地进行通信和协作,而不同进程之间则需要通过通信的方式进行数据传递,这种方式费时且不方便。
先从总体上来说:
- 从计算机底层来说: 线程可以比作是轻量级的进程,是程序执行的最小单位,线程间的切换和调度的成本远远小于进程。另外,多核 CPU 时代意味着多个线程可以同时运行,这减少了线程上下文切换的开销。
- 从当代互联网发展趋势来说: 现在的系统动不动就要求百万级甚至千万级的并发量,而多线程并发编程正是开发高并发系统的基础,利用好多线程机制可以大大提高系统整体的并发能力以及性能。
再深入到计算机底层来探讨:
- 单核时代: 在单核时代多线程主要是为了提高 CPU 和 IO 设备的综合利用率。举个例子:当只有一个线程的时候会导致 CPU 计算时,IO 设备空闲;进行 IO 操作时,CPU 空闲。我们可以简单地说这两者的利用率目前都是 50%左右。但是当有两个线程的时候就不一样了,当一个线程执行 CPU 计算时,另外一个线程可以进行 IO 操作,这样两个的利用率就可以在理想情况下达到 100%了。
- 多核时代: 多核时代多线程主要是为了提高 CPU 利用率。举个例子:假如我们要计算一个复杂的任务,我们只用一个线程的话,CPU 只会一个 CPU 核心被利用到,而创建多个线程就可以让多个 CPU 核心被利用到,这样就提高了 CPU 的利用率。
总之,使用多线程可以提高程序的运行效率和响应速度,同时也可以改善程序的结构,使得程序更加易于维护和扩展。