一艘轮船横渡大洋需要七天，那么……

“一艘轮船横渡大洋需要七天，七艘轮船横渡大洋就只需要一天吗？”我第一次听到这个段子，是在湖南经视的某档娱乐节目（抨击的是某些专家的“唯数字论”），接下来又听到了那个著名的“吃狗屎与GDP”的例子，“所以，很多时候光靠数字是不能说明问题的”，主持人俨然一脸严肃。

一艘轮船横渡大洋需要七天，七艘轮船横渡大洋就只需要一天吗？面对这个问题，许多人的第一反应就是，“不对”。不对在哪里呢？仔细想想就会明白，“横渡大洋”的工作，没法分拆给七艘轮船来同时完成。
是了，这就是问题的核心(Nature)所在——无法拆分完成的任务，投入更多的劳动力，不见得会有成效。这道理看似简单，变换了情境，就不是如此了。

芯片制造工艺不断发展，在同样方寸内集中更多晶体管的做法已经遇到了瓶颈，人们对计算速度的渴望却永无满足，于是“多核（共享内存的多处理器）”应运而生。多核能给我们的编程带来多大好处？双核真的能比传统的单核快上一倍吗？Amdahl定律（Amdahl’s Law）告诉我们，这是不可能的：

设加速比（完成同样的任务，单处理器所需的时间与n个处理器所需的时间）为S，任务中能并行完成的部分为p。如果单处理器的完成时间为1个时间单位，则理想状态下n个处理器所需时间（不考虑多处理器间的协调成本）是
(1-p)+p/n
那么加速比S的上限就是它的倒数：
1/((1-p) + p/n)

具体到“横渡大洋”的问题，其中的p等于0，所以，7艘轮船的加速比为1，当然还是需要7天。

Morgan Kaufmann的这本书（The Art of Multiprocessor Programming），就以“加速比”和类似“轮船横渡”的例子开头，来介绍多核编程的。全书内容分为两大部分：理论与实践。理论部分关注可计算性——什么样的问题是能够在异步并发环境中完成的，读过这部分，你会明白，为什么有些共享对象无法以任何并发算法来实现，以后不必再白费工夫（It is therefore important to understand what not to try, before proceeding to write multiprocessor programs）；实践部分关注并发程序的性能——单核编程依赖的是基础完备的成型抽象，许多东西已经是“约定俗成”；而多核则需要以另一种视角看待，有时程序甚至必须“欺骗(outwit)”内存系统，这样的程序，不熟悉多核结构的程序员可能很难读懂。

传统讲解多核、并发编程的书，大都偏重实践部分，而忽略了理论部分。结果就是，读完虽然知道一堆多线程编程的技巧，也能保证程序的正确性，总是一头雾水，不能有效分析、拆解问题（不过是复杂些的“横渡大洋”问题:)），也难以真正提升程序的效率。相比之下，这本书在Amazon拿到五星，确实不难理解。

如今多核已是大势所趋，有兴趣的朋友，不妨都来读读这本“高年级研究生教材”。