除了 CPU 和内存，线程还竞争哪些资源答案

【问题标题】：What resources do threads compete for other than CPU and memory除了 CPU 和内存，线程还竞争哪些资源
【发布时间】：2021-07-10 19:00:05
【问题描述】：

在 Brian Goetz 等人的《Java Concurrency in Practice》一书中：

如果线程池太大，那么线程会争夺稀缺的 CPU 和内存资源，从而导致更高的内存使用率和可能的资源耗尽。如果它太小，则吞吐量会受到影响，因为尽管有可用的工作，但处理器仍处于未使用状态。

这意味着如果我们在线程池中创建了太多的线程对象，那么它们会消耗太多的内存。此外，如果我们有太多线程（例如 10 个 CPU 内核的 1000 个线程，有 1000 个任务提交到线程池），那么每个任务将被分配给一个内核，但可能在它完成之前被抢占，然后另一个任务将分配给核心。因此，由于抢先式调度，每个任务可能都需要很长时间才能完成。

线程是否正在竞争其他资源？

【问题讨论】：

这是无法回答的。这完全取决于线程在做什么：如果它们正在访问数据库，那么它们会竞争数据库，如果它们访问磁盘/网络/一些同步的代码块/其他任何东西，它们就会竞争那些。如果您可以命名可以竞争的资源，那么有人可以编写竞争它的线程。
但是由于我们有 10 个内核，因此在任何给定时间只有 10 个线程会访问数据库（即使我们在池中有 1000 个线程），那么为什么拥有更多线程会对此产生任何影响数据库访问？
您可以运行比内核更多的线程。 CPU 可以将一些时间用于一个，然后将一些时间用于另一个，等等。如果这些“时间”不同步（注意：它们不会），那么您可以拥有比您更多的活动数据库连接有核心。

标签： java multithreading

【解决方案1】：

对于 Java 线程堆栈，我不是 100% 确定，但在 Linux 下，如果分配了内存，它会使用共享零页进行初始化。并且实际上没有使用页框（物理内存）。只有当一个线程要写入零页时，才会出现缺页并实际分配页框（写时复制）。

所以如果一个线程不使用它的大部分堆栈，它应该消耗很少的内存。当然，在最坏的情况下，每个线程都可能消耗其所有堆栈，因此会消耗大量内存。

如果您有 CPU 密集型任务，那么您可能不想拥有比 CPU 内核更多的任务。否则你会在上下文切换（包括冷缓存）、TLB 未命中等后果上浪费时间。

关于资源：太多太多提及。

【讨论】：

【解决方案2】：

如果缓存被线程共享并推出旧缓存条目为新条目腾出空间（这是典型情况），则线程可以被视为竞争缓存资源。

如果存在配置了最大大小的缓存，则线程受益的缓存中的每个条目（通过存在于缓存中帮助它节省时间的条目）都是其他线程无法使用的条目。理想情况下，线程使用类似的缓存条目，并且线程通过帮助彼此预加载资源来与其他线程协作。但是如果线程不使用类似的缓存条目，尤其是当缓存很小的时候，添加条目到缓存中的线程将不得不从缓存中删除旧条目，这往往是最近没有执行的其他线程使用的条目.在极端情况下，可能会出现 cache thrashing：当一个线程运行时，它会推出 all 其他线程使用的条目，因此每当一个线程恢复执行时，它就会发现共享缓存有 no 项对其有益。如果 缓存未命中 的惩罚很高，那么这种缓存抖动尤其严重。

这个问题最重要的例子是内存缓存，尤其是更小更快的缓存 (L1)。

如果文件系统使用硬盘进行存储，则磁盘臂的位置就像一个条目缓存，对于缓存未命中具有非常大的惩罚：我见过一个多线程文件系统扫描器（想想Unix find 程序）由于磁盘抖动而无法达到单线程扫描程序的性能。

【讨论】：