并行的2个重要定律Amdahl、Gustafson定律

傷城~ 2022-06-13 23:18 309阅读 0赞

## **并发程序的几个概念** ##

*  同步（Synchronous）
 *  异步（Asynchronous）
 *  阻塞 （Blocking）
 *  非阻塞 （Non-Blocking）
 *  死锁 （Deadlock）

同步和异步通常用来形容方法的调用方式。 同步的方法调用时，后续行为需要等到方法执行完毕后才能执行。 异步调用时，一旦调用可以立即拿到结果，调用方可以继续后续的操作。

![这里写图片描述][SouthEast]

举个生活中的例子，两件事：煮饭、烧菜。

同步就是：淘米–》煮饭–》等饭熟–》洗菜–》烧菜

异步可能： 淘米–》煮菜–》  
洗菜–》烧菜–》--》饭菜皆好。

异步可以理解为统筹思想来解决问题，尽量不在等待中浪费时间。 在实际的产品中，异步可以增强用户体验，比如常见的消息机制，就是异步程序设计的优雅体现。

阻塞和非阻塞通常用来形容多线程间的影响。 比如一个thread1占用了临界区（主内存共享资源），另外的线程需要等待thread1使用完资源之后释放完成，才能获得资源锁。所有的等待都会导致线程挂起，导致资源占用阻塞。

死锁： 比如在双车道高速公路上并行的两辆车A、B，A想拐到B车道，B想转到A车道。现在则会发现互相等待对方开走，但是对方一直往这边转过来，一直僵持。。。这在程序中的多个线程互相等待就是死锁。

## **有关并行地两大定律** ##

*  [阿姆达尔定律][Link 1]

阿姆达尔定律是计算机并行重要的定律。定义了串行系统并行化后的加速比的计算公式和理论上限。

加速比 = 优化之前系统耗时 / 优化后系统耗时

![这里写图片描述][SouthEast 1]

假设有n个处理器，t1表示优化前耗时，tn表示经过n个处理器优化后的耗时，f是程序中只能串行执行的比例。

则 tn = t1 \* ( f + (1 - f) / n )

加速比 = t1/tn

![这里写图片描述][SouthEast 2]

我们可以分析出， 串行比例越低且处理器越多，加速比越高，程序优化效率越高。  
如果串行比例占2/3，则无论处理器再多，最大加速比也只能达到1.5。

理想效果是，全部并行，最大加速比为 n。可以根据增加处理器无上限增强程序效率。

*  古斯塔夫森定律

古斯塔夫森定律也是在表明处理器个数、并行比例和加速比之间的关系。

执行时间： 串行时间a + 并行时间b

优化后时间： a + nb、

加速比： (a + nb) / (a + b)

f串行比例 ： a / (a + b)

加速比 ：  
![这里写图片描述][SouthEast 3]

如果串行比例很小，那个加速比就是处理器的个数。

两个定律最低点、最高点都是一致的结论：

无可并行的程序，加速比就是1.  
全部是并行程序，加速比就是n。

[SouthEast]: /images/20220614/e7411cd625ce472bbfe314174aebcb80.png
[Link 1]: http://www.phy.duke.edu/~rgb/brahma/Resources/als/als/node3.html
[SouthEast 1]: /images/20220614/0cc9c024bf6340d7ab9b37b2a7f466c4.png
[SouthEast 2]: /images/20220614/702d49cbe4314ff2abf8279c4a74e0a1.png
[SouthEast 3]: /images/20220614/fee08db23d2944cd94143dc33b4dd52b.png

发表评论取消回复

表情：

评论列表（有 0 条评论，309人围观）

还没有评论，来说两句吧...

相关阅读

相关莫非定律

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ub

骑猪看日落/ 2023年05月31日 12:14/ 0 赞/ 49 阅读

相关 (Java 高并发程序设计) 一篇文章带你深入了解有关并行的两个重要定律

有关为什么要使用并行程序的问题前面已经进行了简单的探讨。总的来说，最重要的应该是出于两个目的。第一，为了获得更好的性能；第二，由于业务模型的需要，确实需要多个执行实体。在这

Bertha 。/ 2022年12月20日 11:08/ 0 赞/ 166 阅读

相关康威定律

康威定律是马尔文·康威1967提出的：“设计系统的架构受制于产生这些设计的组织的沟通结构。”通俗的来讲：产品必然是其（人员）组织沟通结构的缩影。跨部门沟通是非常难的，系统各

た入场券/ 2022年10月24日 02:52/ 0 赞/ 5 阅读

相关并行的2个重要定律Amdahl、Gustafson定律

并发程序的几个概念同步（Synchronous）异步（Asynchronous）阻塞（Blocking）非阻塞（Non-Blockin

傷城~/ 2022年06月13日 23:18/ 0 赞/ 310 阅读

相关康威定律

康威定律（Conway’s Law）：“Any organization that design a system (defined broadly) will produce

冷不防/ 2022年06月08日 04:46/ 0 赞/ 221 阅读

相关 Java并发基础（三）——并行的两个重要定律

概述总的来说，使用并行程序的最重要的目的有两个。一是为了获得更好的性能；二是业务模型的需要，确实需要多个执行实体。这里主要关注程序性能的问题。当将串行程序改造为并发

约定不等于承诺〃/ 2022年03月26日 05:54/ 0 赞/ 205 阅读

相关康威定律。

概述关于微服务的介绍，可以参考[微服务那点事][Link 1]。微服务是最近非常火热的新概念，大家都在追，也都觉得很对，但是似乎没有很充足的

╰半夏微凉°/ 2022年03月11日 06:38/ 0 赞/ 267 阅读

相关有关并行的两个重要定律

> 本文摘自葛一鸣老师的《实战java高并发程序设计》一书。因为觉得写得好就摘下来了将串行程序改造成并发程序，一般来说可以提高程序的整体性能，但是究竟能提升多少，甚至说

今天药忘吃喽~/ 2022年01月31日 17:17/ 0 赞/ 221 阅读

相关康威定律

> 本文来自：[http://www.dockone.io/article/2691][http_www.dockone.io_article_2691] 1、概述微

拼搏现实的明天。/ 2022年01月27日 14:23/ 0 赞/ 292 阅读

相关墨菲定律和康威定律

墨菲定律 1.任何事情都没有表面看起来那么简单; 2.所有的事情都会比你预计的时间长; 3.可能出错的事总会出错; 4.如果担心某件事情会发生

系统管理员/ 2022年01月15日 22:27/ 0 赞/ 281 阅读