为什么下载大文件时多线程比单线程速度更快？

决定用户下载大文件速度快慢的终极因素，在于用户下载进程实时抢占网络带宽的大小。其它的因素与它相比，可以忽略不计。

任意一个与互联网通信的进程，理论上都有一个实时最大可用带宽，这是客观存在，不以用户意志为转移。 如果 用户进程实时抢占的带宽 = 实时网络可用带宽 那是最最理想的，用户进程100%利用网络带宽，无论进程（Process）是单线程（Thread）的还是多线程的，下载速度几乎没有任何区别。

 

 理想是丰满的，但现实是骨感的，因为：  用户进程实时抢占的带宽 ≤实时网络可用带宽     Forever！！！

 

 既然如此，如果能让用户进程实时抢占的带宽无限接近实时网络可用带宽，那也是非常完美的。可是，实时网络带宽是多少？ 没有人知道！实时网络可用带宽每一刻都在变化！ 操作系统很愿意为用户效劳，TCP通过流量探测机制，不间断地探测实时网络可用带宽，并将实时的发送速率与之匹配（相等）起来，这个骚操作看起来很美！

 为什么这么说呢？传统的TCP流量探测机制有一个非常致命的缺陷：一旦检测到有丢包，立马将发送速率降为1/2。降速1/2后，如果没有丢包，将会在1/2速率的基础上，按照固定的增长值（线性增长），加大发送的速率。接下来就会一直按照这个节奏到达丢包的那一刻（实时可用带宽）为止。然后再1/2降速，循环往复，直到文件下载结束。 如果下一个检测周期依然有丢包现象，会在当前1/2速率的基础上继续降速1/2。剩下的故事情节以此类推。 

 

很显然，指数级降速，线性增速，这很不公平！降速很快，但升速却很漫长！造成的直接恶果就是真实的传输速率远远小于实时可用带宽。 

多线程相比单线程的优势是，由于有多个线程在竞争实时可用带宽。尽管多线程逻辑上是并行的，但其实还是按时序的串行处理。所以每个线程处于的阶段并不一致。 在任意时刻，有的线程处于丢包被罚1/2降速，有的线程处于2倍增速阶段（SlowStart），而有的线程处于线性增长阶段。通过多个线程的下载速率的加权平均，得到的是一根相对平滑的下载曲线。这条平滑曲线在大多数时候应该位于单线程下载速率的上方。这就是多线程下载速率更有优势的体现。 但是，如果TCP流量探测机制更加智能，比如BBR算法。BBR算法最大的进步，就是摒弃传统TCP流量调度算法（基于是否丢包而升速或降速）， BBR采取的是，实时测量网络最大的可用带宽，并将发送速率与之相匹配，一直在实时可用带宽附近小范围徘徊，避免大起大落的情况发生。测量速率能无限接近实时可用带宽，多线程相比单线程，优势就体现不出来了。 

 

 

本文转载自 VX公众号：车小胖谈网络