Moderne Computer sind meist mit mehreren Prozessorkernen ausgestattet, und wenn alles reibungslos funktioniert, sollte jeder Kern st\u00e4ndig mit der Verarbeitung besch\u00e4ftigt sein. Jeder Kern erh\u00e4lt eine Warteschlange mit Aufgaben \u2013 Threads, Tasks usw.\u2013 und der Scheduler verteilt diese Aufgaben. Schwierig wird es, wenn Threads w\u00e4hrend der Ausf\u00fchrung neue Threads erzeugen oder zus\u00e4tzliche Aufgaben verursachen. Diese werden nicht unbedingt von demselben Kern bearbeitet, der bereits an etwas arbeitet, insbesondere wenn es sich um einen untergeordneten Thread handelt. Sie k\u00f6nnen je nach Planungsstrategie des Betriebssystems demselben oder einem anderen Kern zugewiesen werden.<\/p>\n
Meistens sind alle Kerne mit Arbeit versorgt. Doch was passiert, wenn einer fr\u00fcher fertig ist? Hier kommt Work Stealing ins Spiel: Wenn ein Kern seine Aufgaben erledigt hat, st\u00f6bert er herum und \u201estiehlt\u201c einen Job aus der Warteschlange eines anderen Kerns. So bleibt kein Kern unt\u00e4tig und verschwendet Potenzial. In der Praxis kann dies die Gesamtleistung deutlich verbessern, insbesondere bei Workloads, die nicht von Anfang an perfekt ausbalanciert sind. Sie werden m\u00f6glicherweise Leistungssteigerungen feststellen, wenn Ihr System oder Ihre App diesen parallelen Ninja-Move unterst\u00fctzt.<\/p>\n
Work Stealing h\u00e4lt den Prozessor durch dynamische Umverteilung der Arbeit am Laufen. Dies verhindert Leerlaufzeiten des Kerns, sodass der Gesamtdurchsatz deutlich gesteigert werden kann \u2013 insbesondere bei Workloads, bei denen die Aufgaben zu Beginn nicht gleichm\u00e4\u00dfig aufgeteilt werden. Aber es ist nicht alles rosig. Es entsteht ein gewisser Overhead, vor allem, weil ein Kern, der Arbeit stiehlt, m\u00f6glicherweise Daten zur\u00fcck in seinen Cache laden muss (oder sie bei Cache-Fehlern aus dem System-RAM abrufen muss).Dieser Cache-Fehler kann die Leistung verlangsamen, da er auf das Laden der Daten wartet, was den Zweck zunichte macht, wenn die gestohlene Aufgabe schneller auf dem urspr\u00fcnglichen Kern h\u00e4tte gestartet werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Ehrlich gesagt funktioniert dieser Prozess auf manchen Systemen hervorragend, auf anderen kann er jedoch zu kleinen Verz\u00f6gerungen f\u00fchren. Es ist schon seltsam, aber auf manchen Maschinen kann Work Stealing mehr Cache-Thrashing als Nutzen verursachen. Je mehr Kerne, desto komplexer wird der Balanceakt.<\/p>\n
Dies ist nicht nur eine CPU-Sache. Viele Programmierumgebungen bieten integrierte Unterst\u00fctzung f\u00fcr Work Stealing \u2013 denken Sie an Sprachen wie Cilk (verwendet im Hochleistungsrechnen), Rusts Tokio-Runtime oder die Task Parallel Library von. NET. Sie verwalten die Arbeitsverteilung im Hintergrund und vermitteln so die Illusion m\u00fcheloser Parallelit\u00e4t. Das Betriebssystem selbst \u00fcbernimmt zudem einen Gro\u00dfteil der Schwerstarbeit, indem es Aufgaben plant und Thread-Pools verwaltet, in der Regel \u00fcber APIs wie pthread<\/strong> unter Linux oder Windows ThreadPool<\/strong> unter Windows.<\/p>\n In Multiprozesssystemen werden Aufgaben h\u00e4ufig einem Pool von Arbeitsthreads hinzugef\u00fcgt, die das Betriebssystem auf die verf\u00fcgbaren Kerne verteilt, anstatt bestimmte Kerne bestimmten Aufgaben zuzuweisen. Hier kommt es zum Work-Stealing: Arbeitsthreads k\u00f6nnen sich gegenseitig Aufgaben aus der Warteschlange \u201estehlen\u201c, um alle Kerne zu besch\u00e4ftigen. Die Auswahl der Aufgaben kann unterschiedlich sein: Manche Systeme w\u00e4hlen einen zuf\u00e4lligen Kern aus und stehlen die letzte Aufgabe in seiner Warteschlange, andere den Kern mit der h\u00f6chsten Auslastung usw.<\/p>\n Letztendlich ist Work Stealing nur eine der cleveren Techniken, die in vielen Multicore-Systemen zum Einsatz kommen, um die Arbeitslast gleichm\u00e4\u00dfig zu verteilen und CPU-Leerl\u00e4ufe zu vermeiden. Es ist ein grundlegender Bestandteil moderner Parallelverarbeitung, auch wenn die meisten Benutzer es nicht direkt wahrnehmen.<\/p>\n Im Hintergrund arbeitet Work Stealing und h\u00e4lt alle Kerne besch\u00e4ftigt, indem Aufgaben dynamisch von \u00fcberlasteten auf inaktive Kerne umverteilt werden. So maximieren Multicore-CPUs die Effizienz, ohne dass der Benutzer die Arbeitslast manuell verteilen muss. Nat\u00fcrlich ist das System nicht perfekt \u2013 es entsteht Overhead, und in manchen F\u00e4llen kann es zu Cache-Fehlern kommen, die das System etwas verlangsamen. Aber insgesamt kann es, wenn Ihr System es richtig nutzt, dazu f\u00fchren, dass Multithread-Programme deutlich reibungsloser laufen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Moderne Computer sind meist mit mehreren Prozessorkernen ausgestattet, und wenn alles reibungslos funktioniert, sollte jeder Kern st\u00e4ndig mit der Verarbeitung besch\u00e4ftigt sein. Jeder Kern erh\u00e4lt<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-1690","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-hilfe"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1690","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1690"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1690\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1690"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1690"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1690"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}Abschluss<\/span><\/h2>\n