单核不可能实现真正意义的多任务

 

这里所说的多任务，指的是多个任务在同一时刻，一起执行。

多进程之间通过抢占时间片的方式获取cpu资源，单核只有一个处理器，因此，在时间维度上，同一时间只能有一个进程在执行。

单核给用户在感受上有多个程序在执行，实际上是在多个进程之间来回切换，由于时间片分配的单位很小，一般人为地无法感知到。但实际上，在时间维度上，同一时间只有一个进程在执行。

 

多核多任务

单个处理器上可以同时执行一个进程，那么多核就可以各自执行一个进程，进而实现多任务同时处理的功能。

各个处理器有各自的时间片，各自在某一时刻均可以执行一个进程的任务，因此多核可以实现多任务。

 

上下文切换

单个处理器在多个进程之间切换的时候，需要在切换前完成“现场保存”，以便该进程再次获取到时间片后能够继续执行。在切换回来后，也要先完成“现场恢复”。这叫做上下文切换。

现场保存涉及到：程序计数器（保存指令的位置）、寄存器值、现场恢复所需要的数据。

上下文的切换的代价是很大的。

 

多核实现并行

当单个任务，不再逐步执行，而是分割成多个相对独立的单元分别执行，这样的独立单元可以在不同的处理器上同时运行，这就叫并行处理。

假设1、2、3之间存在依赖关系，4、5、6之间存在依赖关系，但是1、2、3与4、5、6之间没有任何依赖，此时可以分为1、2、3和4、5、6两个组，两组可以在两个不同的处理器上同时执行。这就是并行。

 

线程

但是问题来了，进程之间是不允许相互访问资源的。当两个组分别执行完成，怎么对结果进行汇总呢？当然，进程之间可以通过套接字、管道等等方式实现进程之间的通信，但是有没有更简单的方式？那就是线程。线程与进程类似，但是线程是分属于进程的，单个进程可以包含多个线程，并且线程之间是可以共享资源的，也就更方便的进行通信了。

单个进程的线程之间共享进程的资源和内存，同时相对独立：

程序计数器（线程执行位置）、堆栈（局部变量）、私有内存（Thread Local Storage）