使用多线程的代价

朱雀 2020-05-12 15:14 750阅读 0赞

## 使用多线程的代价
从一个单线程的应用到一个多线程的应用并不仅仅带来好处，它也会有一些代价。不要仅仅为了使用多线程而使用多线程。而应该明确在使用多线程时能多来的好处比所付出的代价大的时候，才使用多线程。如果存在疑问，应该尝试测量一下应用程序的性能和响应能力，而不只是猜测。

**设计更复杂**

虽然有一些多线程应用程序比单线程的应用程序要简单，但其他的一般都更复杂。在多线程访问共享数据的时候，这部分代码需要特别的注意。线程之间的交互往往非常复杂。不正确的线程同步产生的错误非常难以被发现，并且重现以修复。

**上下文切换的开销**

当CPU从执行一个线程切换到执行另外一个线程的时候，它需要先存储当前线程的本地的数据，程序指针等，然后载入另一个线程的本地数据，程序指针 等，最后才开始执行。这种切换称为“上下文切换”(“`context switch`”)。CPU会在一个上下文中执行一个线程，然后切换到另外一个上下文中执行另外一个线程。

上下文切换并不廉价。如果没有必要，应该减少上下文切换的发生。

如果你使用的是Linux操作系统，你可以通过`vmstat`命令查看当前操作系统每秒的上下文切换次数：

![](/images/1589296425710.png)

命令"`vmstat 1 10`"的含义是：每个1秒统计一次，统计10次后结束。其中`cs`那一列表示的就是上下文切换次数，cs是context switch的简写。可以看到目前操作系统系统上每秒上下文切换次数大致都在400-600之间(注意：第一次统计是不准的，而且这个统计是操作系统层面的)。关于其他显示的内容，不是本教程的讲解范围，感兴趣的读者可以阅读其他的参考资料。

**增加资源消耗**

线程在运行的时候需要从计算机里面得到一些资源。除了CPU，线程还需要一些内存来维持它本地的堆栈。它也需要占用操作系统中一些资源来管理线程。 我们可以尝试编写一个程序，让它创建100个线程，这些线程什么事情都不做，只是在等待，然后看看这个程序在运行的时候占用了多少内存。(代码...)

事实上类似于每个进程启动后，操作系统都要给其分配一定的内存类似，每一个线程启动后，进程也要给线程分配一定的内存，让其来保存自己的私有数据。JVM划分给每个线程的内存区域称之为`线程栈内存`。默认情况下，栈内存的大小1M。也就是说，你每多启动一个线程，至少要多消耗1M的内存资源。