漫谈并行，串行，流水线，线程和进程

在说并行串行流水线时，我们先要说一个概念双核四程，四核八程代表什么。

双核四程 指处理器中有两个核心， 但是利用了超线程技术，一个核心就有2个线程，所以两个核心就有4个线程。一般来说，两个核心就只有2线程。
超线程技术 就是利用特殊的硬件指令，把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片，让单个处理器都能使用线程级并行计算，进而兼容多线程操作系统和软件，减少了CPU的闲置时间，提高的CPU的运行效率。因此支持Intel超线程技术的cpu，打开超线程设置，允许超线程运行后，在操作系统中看到的cpu数量是实际物理cpu数量的两倍，就是1个cpu可以看到两个，两个可以看到四个。有超线程技术的CPU需要芯片组、软件支持，才能比较理想的发挥该项技术的优势。

上述是一种减少命令执行时间的一种方式，Linux自从2.6内核开始，就会把不同的线程交给不同的核心去处理。Windows也从NT.4.0开始支持这一特性。

然后说下：并行，串行，流水线
并行： 时间片机制（也有其他的机制，自己百度），让每个进程占用相同的cpu时间，在宏观上，可以实现多个进程同时完成。
串行： 一个进程完成，在执行下一个进程
流水线： 在A命令在执行时，B命令在解析，C命令在读取。这样子循环。

再说下线程和进程关系

我们开发应用程序，基本上分为2种进程：io消耗（文件读写）；cpu消耗（图像视频压缩）。
线程就是轻量化的进程。为什么有了进程还要线程呢？
进程执行时间：事件的触发到响应时间、申请处理器的等待时间、数据的处理时间、申请设备的时间，以及写数据的时间。这只是单任务情况下，并没有考虑多任务引起的中断。
进程：需要独立堆栈空间，在进程切换时，需要申请堆栈等时间消耗。不同进程通讯复杂一点。
线程：共享同一个进程的堆栈，所以相对切换速度跟快，不同线程通讯简单。
每一个进程（线程）都有一个task_struct结构体。
进程：资源分配单位。
线程：调度单位。

综合上述:
1.并行，串行，流水线：是cpu的底层指令执行逻辑，是cpu核心对编译完成的二进制指令的一种读取，解释，执行方法。
2.多核多线程：是cpu的硬件概念，多个指令执行的硬件单元。
3.多线程和多进程：是系统概念，软件的概念，是用户概念。是系统层对多个进程的一种切换逻辑。

linux内核调度算法

快速找到最高优先级进程
内核调度的内核源码在kernel/sched.c的schedule函数中。内核为每一颗CPU分配了一个runqueue（优先级队列），用于维护这颗CPU可以运行的进程。LINUX默认配置（如果你用默认选项编译内核的话）MAX_PRIO是140，就是说一共内核对进程一共定义了140种优先级。等待某个CPU来处理的进程中，可能包含许多种优先级的进程，但，LINUX是个抢占式调度算法的操作系统，就是说，需要调度时一定是找到最高优先级的进程执行。
对于相同的优先级的进程 LINUX是一个时间多路复用的系统，就是说，通过把CPU执行时间分成许多片，再分配给进程们使用，造成即使单CPU系统，也貌似允许多个任务在同时执行。
多核系统的负载均衡
如果我们没有对进程做过特殊处理的话，LINUX内核是有可能把它放到多个CPU处理器上运行的，这是内核的负载均衡。上文说过，每个处理器上有一个runqueue队列，表示这颗处理器上处于run状态的进程链表，在多处理器的内核中，就会有多个runqueue，而如果他们的大小很不均衡，就会触发内核的load_balance函数。这个函数会把某个CPU处理器上过多的进程移到runqueue元素相对少的CPU处理器上。
发生负载均衡的时机：
1、当cpu1上的runqueue里一个可运行进程都没有的时候；在cpu0上还有许多进程等待运行，那么它会从cpu0上的可运行进程里找到优先级最高的进程，拿到cpu1上的runqueue里开始执行。
2、但是当cpu0上一直有10个可运行进程，cpu1上一直有1个可运行进程，显然，cpu0上的进程们得到了不公平的对待，它们拿到cpu的时间要小得多。所以，实际上，每经过一个时钟节拍，内核会调用scheduler_tick函数，而这个函数会做许多事，例如减少当前正在执行的进程的时间片，在函数结尾处则会调用rebalance_tick函数，该函数保证不同CPU的运行队列包含数量基本相同的可运行进程。