問題1：

假如有一個計算任務，計算1-100的和，每10個數相加，需要佔用一個cpu時間片（1s）。如果起一個執行緒（模擬沒有執行緒切換），完成任務需要多長時間？如果起5個執行緒，完成任務需要消耗多久時間？如果起20個執行緒，完成任務需要多長時間？如果起20個執行緒呢？20個執行緒呢？50個執行緒呢？ 假設1：cpu是單核cpu
假設2：每個執行緒的優先順序一樣。 假設3：cpu在兩個執行緒之間切換的時間消耗是0.1s。   答： 1.如果起1個執行緒（模擬沒有執行緒切換）就要消耗10s的cpu時間能完成任務。 2.如果起5個執行緒，每個執行緒處理20個數相加，所以要佔用2個cpu時間片，即10s，cpu要切換9次，即0.9s，總耗時10s+0.9s=10.9s； 3.如果起10個執行緒，每個執行緒處理10個數相加，要消耗1個cpu時間，即10s，cpu要切換9次，即0.9s，總耗時10s+0.9s=10.9s。 4.如果起20個執行緒，每個執行緒處理5個數相加，佔用0.5個時間片，即消耗10s，cpu要切換19次，即1.9s，總耗時10s+1.9s=11.9s。 5.如果起50個執行緒，每個執行緒處理2個數相加，佔用0.2個時間片，即消耗10s，cpu要切換50次，即5s，總耗時10s+5s=15s。   總結：1個執行緒最快，起5個執行緒和10個執行緒的耗時是一樣的，20個執行緒會更慢，所以執行緒數不是越多越好。   問題2：   假如有一個計算任務，計算1-100的和，每10個數相加，需要佔用一個cpu時間片（1s），同時要在本地檔案（模擬io阻塞）記一次數，會阻塞2s。如果起1個執行緒，完成任務需要耗時多少？如果起5個執行緒，完成任務需要消耗多久時間？如果起10個執行緒，完成任務需要多長時間？如果起20個執行緒呢？50個執行緒呢？ 假設1：cpu是單核cpu
假設2：每個執行緒的優先順序一樣。 假設3：cpu在兩個執行緒之間切換的時間消耗是0.1s。   答： 1.如果起1個執行緒（模擬沒有執行緒切換）處理數字相加需要消耗10s，寫檔案（阻塞）要消耗20s，總共需要消耗10s+20s=30s。 2.如果起5個執行緒，每個執行緒處理20個數相加，每個執行緒處理數字相加要2s，阻塞要4s。第一輪cpu時間片輪轉導致執行緒切換，每個執行緒都計算完各自的10個數字，五個執行緒計算數字要5s，並且cpu切換了4次，切換要用0.4s，所以第一輪耗時5s+0.4s+=5.4s；然後開始第二輪，因為第二輪每個執行緒都是處理寫檔案的事情，那是dma的事情，執行緒會阻塞出讓cpu，所以cpu直接切換，連續切換四次，加上第一輪到第二輪的切換，一共5次切換，切換佔用0.5s，所以第二輪cpu都是耗線上程切換上，第二輪耗時0.5s。然後開始第三輪，這時候第一個執行緒還要阻塞1.5s（2-0.5=1.5）才能開始執行三輪，所以這1.5s範圍內，cpu是空閒的。過了1.5秒之後，開始第三輪和第四輪，分別和前面的第一輪和第二輪一樣，分別是，第三輪耗時5.4s，第四輪耗時0.5s。但是第四輪第5個執行緒切換之後，還要等待2s，第五個執行緒才完成檔案io。所以起五個執行緒，cpu要切換四輪，總消耗5.4s（第一輪）+0.5s（第二輪）+1.5s（等待io）+5.4s（第三輪）+0.5s（第四輪）+2s（io等待）=15.3s。 3.如果起10個執行緒，每個執行緒處理10個數相加，要消耗1個cpu時間，即10s，cpu要切換9次，即0.9s，第一輪耗時10s+9s=10.9s；第二輪因為是io阻塞，直接切換，要切換10次，切換耗時1s，然後繼續等待第五個執行緒的io完成，等待1s（io要2s，切換執行緒過了1s，2-1=1）即可；所以總耗時是10.9s+1s+1s=12.9s。 4.如果起20個執行緒，每個執行緒處理5個數相加，第一輪切換29次執行緒，切換佔用2.9s，計算數字需要10s，每切換兩個執行緒，就io阻塞一次，ios阻塞10次，最後一次切換執行緒之後，還要等待最後一個執行緒的io，要等待2s。所以一共耗時2.9s+10s+2s=14.9s。 5.如果起50個執行緒，每個執行緒處理2個數相加，第一輪切換49次執行緒，切換佔用4.9s，每切換5次執行緒，就io阻塞一次，計算數字要10s，，最後一次切換執行緒之後，還要等待最後一個執行緒的io，要等待2s。所以總耗時是：4.9s+10s+2s=16.9s。   總結：1個執行緒最快，起5個執行緒和10個執行緒的耗時是一樣的，20個執行緒會更慢，所以執行緒數不是越多越好。   以下附上兩個自己畫的圖，便於理解：  

 

 

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