在多核CPU下，同一进程下的多个线程可以并行运行吗？

2008-10-16 05:30:12 7.8k 阅读 AI 写同款 · GEO 优化AI 选题数据监测一键分发 ›

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多个CPU和多核CPU以及超线程（Hyper-Threading）详解在这篇文章中我会主要介绍CPU相关的一些重要概念和技术。如果你想更好地了解操作系统，那就从本文开始吧。阅读详情

在多核CPU下，同一进程下的多个线程可不可以并行运行，是不是一个进程下的所有线程都在同一个cpu上运行？

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多进程、多线程、多核CPU——(I) 前言在介绍多线程时，首先分析进程、以及多道程序设计模型。进程是操作系统中最重要的抽象概念之一，使得在即使只有一个CPU的机器上，也支持（伪）并发，即将一个单独的CPU变成多个虚拟的CPU。多到程序设计在进程执行过程中常常会因为资源请求或者IO被阻塞或中断（有的请求或者中断需要处理很长时间），此时CPU便空闲出来，众所周知，CPU是计算机中非常宝贵的资源，为提高其利用率，操作系统需通过进阅读详情

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dog250 2008-10-17

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如果是内核线程（就是fork出来的，pthread_create在2.4后最终也用fork，具体参看其实现），那么可以调度到多cpu，内核支持线程的诱导因素之一就是可以利用多cpu资源进行并行计算；如果是用户线程，那么就不能在多cpu上并行计算了，用户库线程的弊端之一就是不能利用多cpu资源；具体到调度，就是当内核发现本cpu没有任何可运行线程时，就会去别的忙cpu上拽几个下来，当然这是内核自发进行的多cpu调度，作为用户也可以自觉地将线程邦定到具体cpu，更加确定的利用多cpu，当然什么都不是任其发展的，内核不能随便从哪个忙cpu上拽线程，还要看线程愿不愿意（参见linux内核函数cpuset_cpus_allowed），另外还要考虑smt（在intel平台即超线程）的兄弟cpu，还要考虑numa，你总不能让本地cpu的线程跑到遥远的cpu上运行吧.....(还有很多好玩的，自己看代码吧)
以上扯的都是linux的实现，是我对代码的总结，感兴趣可自行阅读。至于windows平台，道道就更多了（windows的道道总是能把你搞晕，不过玩玩挺好，挺有趣，比如动态优先级提升之类的），它甚至可以让内核线程运行在一个专门cpu上，别的用户线程分享别的cpu（linux也可以做到，但是有意思吗？）.....
希望能解决lz的问题，如有不明：qq：23870617。本人专注操作系统，呵呵，愿结志同道合之士

once_and_again 2008-10-17

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study....

不辣 2008-10-17

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不错，学习了

看得出这位仁兄对linux的底层代码还是有一番研究的，不过，你留的QQ似乎加不上，要回答问题的

once_and_again 2008-10-17

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不可以吧,因为共享进程的一些资源,
怎么处理,不成了异步了吗?

快乐田伯光 2008-10-17

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我以前的理解有问题！

这么说的话能否运行在同一CPU的不同核上，就看这个执行实体能不能被内核所看到，这样的话,不管是2.4前的LinuxThread实现还是后来的NPTL实现，多线程都可以在不同的核上同时运行。除非是那种完全的用户态线程实现，才不会在不同的核上运行。

mingbao 2008-10-17

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还有，创建线程的时候，可以指定该线程绑定到哪个CPU上。

mingbao 2008-10-17

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Linux SMP结构既可以在多个CPU上并行运行多个进程，也可以在多个CPU上并行运行同一进程的多个线程。
对于运行在多CPU上的LINUX来说，每个CPU有一个自己的调度队列。当多个调度队列中的进程数相差超过一定的数值时，内核会自动进行调整，从而使得各CPU上的进程数保持均衡。

另外需要说明的是，Linux下的线程，相当于进程，因为它在内核中有自己的task_struct。其实线程与进程的唯一差别是，线程没有自己独立的虚存空间。
也就是说，如果一个进程创建了一个线程，那么新线程与老的主线程，就相当于两个共享虚存空间的进程。内核的调度程序是以task_struct为单位进行调度的。

快乐田伯光 2008-10-17

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不管是2.4前还是后都不是直接fork，都是用clone()调用,fork()也调用clone()，只是2.4前后clone（）添加了新的参数来放便线程的实现。

另外，并不能同时在多个CPU运行不同的进程，只能在多个CPU上运行同一个进程的不同线程吧。

realdragon2 2008-10-16

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Linux 以前的内核版本并没有提供对线程的支持, 在内核中是用轻量级进程来支持线程的, 这是不符合POSIX标准的.

但在2.4以后的内核实现中, 提供了对线程的支持, 也就是内核开发者重写了内核的线程库. 具体,可以Google一下: Linux NPTL.

xlanchen 2008-10-16

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[Quote=引用 1 楼 guosha 的回复:]
现在同一进程下的多个线程是可以在多核CPU下并行运行的。但2.4内核及以前的系统实现的线程没有内核支持，无法在多核的情况下并行运行。
[/Quote]

多线程的概念主要有两种：一种是用户态多线程；一种是内核态多线程

内核态多线程，如楼上所言，在操作系统内核的支持下可以在多核下并行运行；

对于用户态多线程，尽管没有内核的直接支持，但若一个用户态线程对应于内核的一个进程的话（从这个角度，内核还是间接支持的），仍然是可以在多核上并行运行的。
因此，这归结为，用户态多线程的实现技术。

似乎目前Linux上的用户态多线程，就是利用了内核的进程来实现的。

快乐田伯光 2008-10-16

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现在同一进程下的多个线程是可以在多核CPU下并行运行的。但2.4内核及以前的系统实现的线程没有内核支持，无法在多核的情况下并行运行。

在多核CPU下，同一进程下的多个线程可以并行运行吗？

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