上次談到了什么是線程，那么秉持存在既有價值的原則，我們探討一下為什么需要線程，再附帶一些關鍵性的小問題。

在早期時候，計算機能力比較弱，強調功能性而非易用性，直白點，就是只要能干成，總比我干的快，其他都無所謂。但是隨著時代發(fā)展，對計算機的依賴越來越多，那么要求也越來越多。如果你現在電腦動不動就卡，鼠標轉圈圈，你估計就受不了了，更嚴重的，動不動電腦就要自動重啟，估計你要砸電腦了。但是剛開始，計算機的確是會經常自動重啟的，因為計算機那個時候不分用戶和操作系統(tǒng)，落到底層就是，計算機所需要的資源，跟應用程度所需要的資源是放在一起的。上一節(jié)也說過這個情況。這是不安全的，如果應用程序有問題，會導致整個操作系統(tǒng)受牽連。

你可以認為為了解決這個問題，首先讓操作系統(tǒng)使用的空間跟用戶應用程度使用的空間分來了（內核態(tài)和用戶態(tài)），然后為了讓用戶應用之間也不互相影響，大家也都各自在各自的地址空間里面吧。這樣實現了隔離，解決了相互牽連的問題。

后來，人們發(fā)現，應用程序在執(zhí)行的時候，經常會遇到一些執(zhí)行時間比較長的操作，這樣的話，會導致整個應用程序因為等待而不能響應用戶的請求，這樣用戶就會想，這應用有問題。在執(zhí)行長時間任務，比如請求一個遠程文件，這個時候，除了干等著之外，還可以去干點別的。那怎么干呢？

上一節(jié)我們說到線程其實就是一組任務執(zhí)行序列的組合，既然這樣，如果我們把一組任務序列給變成兩組，讓長時間執(zhí)行的一組，短時間執(zhí)行的一組，再加上CPU可以按照時間片切換執(zhí)行序列，這不就可以穿插執(zhí)行兩組任務了嗎？那么對用戶體驗而言，就不需要一直等長時間執(zhí)行的任務，點擊鼠標或者按鈕就可以得到相應了，因為CPU時間片很短。

好了，以前的時候，應用程序分配的地址空間里面只有一個執(zhí)行序列，現在有兩個了，這需要區(qū)分一下。那這個地址空間就叫做進程吧，里面的執(zhí)行序列就叫做線程吧。讀者不要誤會，這個不是段子，進程的概念和線程應該是同時出現的，因為沒有線程，就不需要區(qū)分進程，直接叫地址空間就可以了。地址空間里面本身就有一個執(zhí)行序列，否則應用程序就沒有存在的意義了。所以，進程里面至少有一個線程，但是一個線程，就沒必要單獨區(qū)分了。

那為什么需要更多的線程呢，就是為了讓用戶體驗更好。這個我們就不多說了，先問一個問題，多線程就一定快嗎？

我們來說下串行、并行、并發(fā)的概念，然后再來回答這個問題。

嚴格意義上講，并行和串行和一組概念，并發(fā)跟它們不是一個范疇的概念。串行是指，在一個時間點，只可能有一個任務序列正在被執(zhí)行；并行則是在一個時間點，有至少兩個任務序列正在被執(zhí)行。其實，并行跟串行嚴格上講，跟多不多線程沒關系，它們只跟CPU的個數有關系，只要CPU核數只有一個，再多的線程也是站好成一隊，一個一個執(zhí)行；CPU核數大于1個的時候，那么線程的執(zhí)行序列就可以拍成至少2對，那么就同一時刻，就有多于一個的線程正在被執(zhí)行，這才是并行。

那來說并發(fā)，并發(fā)說的是一個時間段內，而非一個時刻。一個時間段內，有多個任務交替進行，是為并發(fā)?？梢岳斫鉃椋鼜娬{的是CPU上線程（執(zhí)行序列）的切換以及對一個線程中任務執(zhí)行序列的一個中斷(中斷我們在這里不深究了，操作系統(tǒng)的核心機制)。

并行、串行說的是一個時間點的概念，并發(fā)說的是一個時間段的概念，所以不同。而且并發(fā)可以在并行和串行上轉換，讓我們看一下。在單核CPU上，有3個線程，每個線程需要3個時間片來完成（不考慮CPU上下文切換的時間，雖然這個時間還真不一定可以忽略不計），線程A執(zhí)行上了CPU執(zhí)行一個時間片后就下來了，然后第二個時間片線程C上去了，第二個時間片結束時，線程C下來，然后第三個時間片線程B上去了。現在三個時間片過去了，線程A、B、C都被執(zhí)行了，但是都沒執(zhí)行完，但是都被響應了（聯想一下吞吐量），這個過程是滿足并發(fā)的，但是也滿足串行（在一個時間點，真的就是只有一個線程在執(zhí)行）。在多核CPU上，比如雙核，還是三個線程，每個需要3個時間片來完成。第一個時間片，線程A上了CPU1，線程C上了CPU2，等第一個時間片結束，線程A繼續(xù)在CPU1執(zhí)行，但是線程C從CPU2上下來了，線程C上了CPU2。在這個時間段里面，有多個任務被執(zhí)行響應，而且每個時刻，都真真正正有兩個線程在執(zhí)行，滿足并發(fā)。

現在來回答多線程一定快嗎？

這個需要分情況，情況依賴很多因素，不過我們只需要舉出一個例子，證明不快就可以了。在單核CPU上，CPU因為調度多個線程執(zhí)行需要不斷的切換上下文。在一個時間片快結束時，CPU需要將當前執(zhí)行的線程的狀態(tài)（就是一個臨時變量、PC等值）給記錄下來，以備將來再次執(zhí)行這個線程時，知道如何恢復此時的狀態(tài)（也叫恢復現場）。所以，只要發(fā)生線程切換，勢必就會有上下文切換，說白了，線程切換就是上下文切換，執(zhí)行序列都在線程那里擺好了。上下文切換需要耗費時間，一次保存現場，一次恢復現場。所以，一個任務如果從頭執(zhí)行到尾，可能需要10個時間片，但中間經歷了多次上下文切換，可以總的執(zhí)行時間要變成12個時間片了。那為什么還要多線程呢，因為用戶體驗好。這樣值得嗎？值得，如果用戶體驗不好，沒人用，又有什么意義？客戶就是上帝，呵呵。

為什么需要多線程呢？

因為用戶體驗好，哈哈。