多线程编程提高性能的原理？？

1.一部分用户界面（UI）程序（如Windows窗口程序）是以用户操作驱动的，程序的主线程必须不间断地地等待和响应用户操作，也就是说不是在等待用户输入就是在处理用户输入。这时如果有个运算需要长时间持续执行，假如让主线程执行它，执行时间内就无法响应用户操作。可以为它创建一个独立的线程，它独立工作，不受用户操作影响，而主线程也能继续快速响应用户操作；

2.服务器需要并行处理多个客户端输入；

3.大规模运算通过同时占用多个CPU核心提高运算速度；

4.程序有运算，同时还需要与一个或多个IO较慢的输入输出设备进行数据交换。

打个比方，有些复杂的、系统性的任务就象是人体一样，需要并行的做许多工作，例如，人需要同时呼吸，血液循环，消化食物，而不是先呼吸，然后血液循环，再消化食物。这样的程序就需要用多线程，以有效的使用处理器和用户的时间。

线程是一组指令的集合，或者是程序的特殊段，它可以在程序里独立执行。也可以把它理解为代码运行的上下文。所以线程基本上是轻量级的进程，它负责在单个程序里执行多任务。通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。

多线程是这样一种机制，它允许在程序中并发执行多个指令流，每个指令流都称为一个线程，彼此间互相独立。线程又称为轻量级进程，它和进程一样拥有独立的执行控制，由操作系统负责调度。

多线程是多任务的特殊形式。通常，有两种类型的多任务：基于进程和基于线程的多任务。进程本质上是正在执行的程序。因此，基于进程的多任务就是允许您的计算机同时运行两个或者更多程序的特性。例如，基于进程的多任务允许您在使用电子制表软件或者浏览Internet的同时运行文字处理程序。在基于进程的多任务中，程序是调度程序可以分派的最小代码单元。

多线程是为了使得多个线程并行的工作以完成多项任务，以提高系统的效率。线程是在同一时间需要完成多项任务的时候被实现的。

使用线程的好处有以下几点：

·使用线程可以把占据长时间的程序中的任务放到后台去处理

·用户界面可以更加吸引人，这样比如用户点击了一个按钮去触发某些事件的处理，可以弹出一个进度条来显示处理的进度

·程序的运行速度可能加快

·在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等，线程就比较游泳了。在这种情况下我们可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。

还有其他很多使用多线程的好处，这里就不一一说明了。

多线程应用

我们以客户/服务器应用模式中如何进行服务器程序设计为例，来说明多线程技术的应用。该程序是在DECnet-VAX网络邮箱上实现的。对于TCP/IP，除了改用捆绑的套接字(socket)来代替DECnet中的网络邮箱以监视客户的服务请求外，其他方面基本上是一样的。

为了简化说明，假定该服务程序只提供2类功能，分别由函数funcl( )和func2( )来实现。客户在请求服务时要指明功能号1或2。另外限制需要同时提供服务的客户数目。

多线程程序的基本设计思想是，为请求服务的每个客户建立1个线程，专门为该客户提供服务。限制客户数目就是限制同时存在的线程数目。这些动态建立的线程对象存放在数组中。通过查找该数组是否有空槽，来决定是否达到最大数目。同时利用该数组来管理这些动态存在的线程及相应的网络链路。整个程序由1个主程序和提供2类服务的2个子程序组成。主程序(主控线程)在完成初始化操作后，开始循环读取邮箱中的网络控制信息；在接收到连接请求信息后，主控线程就建立1个新线程，并指定相应的函数作为执行代码；如果客户要断开连接，则主控线程查找到相应的服务线程号，释放该服务线程使用的网络链路，并删除此线程。

多线程下载的原理是这样的：通常服务器同时与多个用户连接，用户之间共享带宽。如果N个用户的优先级都相同，那么每个用户连接到该服务器上的实际带宽就是服务器带宽的N分之一。可以想象，如果用户数目较多，则每个用户只能占有可怜的一点带宽，下载将会是个漫长的过程。

如果你通过多个线程同时与服务器连接，那么你就可以榨取到较高的带宽了。例如原来有10个用户都通过单一线程与服务器相连，服务器的总带宽假设为56Kbps，则每个用户（每个线程）分到的带宽是5.6Kbps，即0.7K字节/秒。如果你同时打开两个线程与服务器连接，那么共有11个线程与服务器连接，而你获得的带宽将是56/11*2=10.2Kbps，约1.27K字节/秒，将近原来的两倍。你同时打开的线程越多，你所获取的带宽就越大（原来是这样，以后每次我都通过1K个线程连接：P）。当然，这种情况下占用的机器资源也越多。有些号称“疯狂下载”的下载工具甚至可以同时打开100个线程连接服务器。

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