多線程比單線程快嗎？

Question

我想檢查多線程是否比單線程快，然后我在這里做一個演示：

public class ThreadSpeedTest {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("cpu number:"
                + Runtime.getRuntime().availableProcessors());
        singleThreadStart();
//      secondThreadStart();
//      fiveThreadStart();
    }

    private static void sum() {
        long sum = 0;
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            sum += i;
        }
        System.out.println(sum);
    }

    private static void singleThreadStart() {
        new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                long start = System.nanoTime();
    //          sum();
    //          sum();
    //          sum();
                sum();
                sum();
                long end = System.nanoTime();
                System.out.println("cost time:" + (end - start));
            }
        }).start();
    }

    private static void secondThreadStart() {
        long start = System.nanoTime();
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                sum();
            }
        });
        thread1.start();
        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                sum();
            }
        });
        thread2.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        long end = System.nanoTime();
        System.out.println("cost time:" + (end - start));
    }

    private static void fiveThreadStart() {
        long start = System.nanoTime();
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                sum();
            }
        });
        thread1.start();
        Thread thread2 = new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                sum();
            }
        });
        thread2.start();
        Thread thread3 = new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                sum();
            }
        });
        thread3.start();
        Thread thread4 = new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                sum();
            }
        });
        thread4.start();
        Thread thread5 = new Thread(new Runnable() {

            public void run() {
                sum();
            }
        });
        thread5.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
            thread3.join();
            thread4.join();
            thread5.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        long end = System.nanoTime();
        System.out.println("cost time:" + (end - start));
    }
}

首先我用兩個 sum 方法運行 singleThreadStart，結果是

cpu number:4
499999500000
499999500000
cost time:6719000

然后我運行secondThreadStart，結果是

cpu number:4
499999500000
499999500000
cost time:14299000

然后我用五個 sum 方法運行 singleThreadStart，結果是

cpu number:4
499999500000
499999500000
499999500000
499999500000
499999500000
cost time:10416000

最后我運行了 FiveThreadStart，結果是

cpu number:4
499999500000
499999500000
499999500000
499999500000
499999500000
cost time:15708000

我的問題是：

1. SecondThreadStart比singleThreadStart花費更多的時間，是不是因為創建線程的成本？
2. 盡管創建線程的成本很高，但 cpu 數量是 4，那么使用 4 個以上的線程會比使用 4 個線程慢嗎？
3. 如果我想做一些需要更多時間的事情，使用四個線程來做最好嗎？

Answer 1

1.SecondThreadStart比singleThreadStart花費更多的時間，是不是因為創建線程的成本？

當然，創建線程是有開銷的。

2.cpu數為4，盡管創建線程有成本，所以使用4個以上的線程數會比使用4個線程慢嗎？

如果線程完成得非常快（不受 IO 限制和 CPU 限制），即使線程數多於 CPU 內核數，您也可以獲得良好的結果。

3.如果我想做一些花費很多時間的事情，使用四個線程來做最好嗎？

您可以使用高級 Java 並發類（ newWorkStealingPool of Executors ）

請參閱此 SE 問題：

Java 的 Fork/Join 與 ExecutorService - 何時使用哪個？

一般情況下：

多線程可以通過使用更多的 CPU 能力來提高應用程序的吞吐量。

這取決於很多因素。

1. 線程數
2. CPU內核
3. 線程創建成本和上下文切換（可能對多線程起作用）
4. 數據結構
5. 數據的可變性（可能對多線程起作用）
6. 數據結構的共享訪問/並發（可能對多線程起作用）
7. 應用類型 : CPU bound 或 IO Bound

如果您的應用程序是多線程將提供出色的結果

1. 更少的 CPU 綁定，更少的 IO 綁定（但仍然可以為這些應用程序使用多線程）

2. 沒有共享數據

如果不是，則性能取決於上述因素，單線程應用程序和多線程應用程序之間的吞吐量會有所不同。

一些很好的 SE 問題：

https://softwareengineering.stackexchange.com/questions/97615/what-c​​an-multiple-threads-do-that-a-single-thread-cannot

多線程總是比單線程產生更好的性能嗎？

為什么單線程比 Java 中的多線程快？

好文章：

thetechsolo.wordpress.com文章

java-性能文章

Answer 2

1. 創建額外的線程絕對是有成本的。 在啟動新線程之前，您應該有大量的工作需要。
2. 我假設這意味着你有一個四核 CPU。 最佳線程數實際上取決於工作負載，如果線程出於任何原因等待，它們可能能夠上下文切換到另一個線程，並且您可能會看到線程數大於物理內核數的好處。
3. 我不明白這個問題。