Python中進(jìn)程和線程的區(qū)別詳解

這篇文章主要介紹了Python中進(jìn)程和線程的區(qū)別詳解,需要的朋友可以參考下

Num01–>線程

線程是操作系統(tǒng)中能夠進(jìn)行運(yùn)算調(diào)度的最小單位。它被包含在進(jìn)程之中，是進(jìn)程中的實(shí)際運(yùn)作單位。

一個(gè)線程指的是進(jìn)程中一個(gè)單一順序的控制流。

一個(gè)進(jìn)程中可以并發(fā)多條線程，每條線程并行執(zhí)行不同的任務(wù)。

Num02–>進(jìn)程

進(jìn)程就是一個(gè)程序在一個(gè)數(shù)據(jù)集上的一次動(dòng)態(tài)執(zhí)行過(guò)程。

進(jìn)程有以下三部分組成：

1，程序：我們編寫的程序用來(lái)描述進(jìn)程要完成哪些功能以及如何完成。
2，數(shù)據(jù)集：數(shù)據(jù)集則是程序在執(zhí)行過(guò)程中需要的資源，比如圖片、音視頻、文件等。
3，進(jìn)程控制塊：進(jìn)程控制塊是用來(lái)記錄進(jìn)程的外部特征，描述進(jìn)程的執(zhí)行變化過(guò)程，系統(tǒng)可以用它來(lái)控制和管理進(jìn)程，它是系統(tǒng)感知進(jìn)程存在的唯一標(biāo)記。

Num03–>進(jìn)程和線程的區(qū)別：

1、運(yùn)行方式不同：

進(jìn)程不能單獨(dú)執(zhí)行，它只是資源的集合。

進(jìn)程要操作CPU，必須要先創(chuàng)建一個(gè)線程。

所有在同一個(gè)進(jìn)程里的線程，是同享同一塊進(jìn)程所占的內(nèi)存空間。

2，關(guān)系

進(jìn)程中第一個(gè)線程是主線程，主線程可以創(chuàng)建其他線程；其他線程也可以創(chuàng)建線程；線程之間是平等的。

進(jìn)程有父進(jìn)程和子進(jìn)程，獨(dú)立的內(nèi)存空間，唯一的標(biāo)識(shí)符：pid。

3，速度

啟動(dòng)線程比啟動(dòng)進(jìn)程快。

運(yùn)行線程和運(yùn)行進(jìn)程速度上是一樣的，沒(méi)有可比性。

線程共享內(nèi)存空間，進(jìn)程的內(nèi)存是獨(dú)立的。

4，創(chuàng)建

父進(jìn)程生成子進(jìn)程，相當(dāng)于復(fù)制一份內(nèi)存空間，進(jìn)程之間不能直接訪問(wèn)

創(chuàng)建新線程很簡(jiǎn)單，創(chuàng)建新進(jìn)程需要對(duì)父進(jìn)程進(jìn)行一次復(fù)制。

一個(gè)線程可以控制和操作同級(jí)線程里的其他線程，但是進(jìn)程只能操作子進(jìn)程。

5，交互

同一個(gè)進(jìn)程里的線程之間可以直接訪問(wèn)。

兩個(gè)進(jìn)程想通信必須通過(guò)一個(gè)中間代理來(lái)實(shí)現(xiàn)。

Num04–>幾個(gè)常見(jiàn)的概念

1，什么的并發(fā)和并行？

并發(fā)：微觀上CPU輪流執(zhí)行，宏觀上用戶看到同時(shí)執(zhí)行。因?yàn)閏pu切換任務(wù)非?？?。

并行：是指系統(tǒng)真正具有同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)（動(dòng)作）的能力。

2，同步、異步和輪詢的區(qū)別？

同步任務(wù)：B一直等著A，等A完成之后，B再執(zhí)行任務(wù)。(打電話案例)

輪詢?nèi)蝿?wù)：B沒(méi)有一直等待A，B過(guò)一會(huì)來(lái)問(wèn)一下A，過(guò)一會(huì)問(wèn)下A

異步任務(wù)：B不需要一直等著A, B先做其他事情，等A完成后A通知B。（發(fā)短信案例）

Num05–>進(jìn)程和線程的優(yōu)缺點(diǎn)比較

首先，要實(shí)現(xiàn)多任務(wù)，通常我們會(huì)設(shè)計(jì)Master-Worker模式，Master負(fù)責(zé)分配任務(wù)，Worker負(fù)責(zé)執(zhí)行任務(wù)，因此，多任務(wù)環(huán)境下，通常是一個(gè)Master，多個(gè)Worker。

如果用多進(jìn)程實(shí)現(xiàn)Master-Worker，主進(jìn)程就是Master，其他進(jìn)程就是Worker。

如果用多線程實(shí)現(xiàn)Master-Worker，主線程就是Master，其他線程就是Worker。

多進(jìn)程模式最大的優(yōu)點(diǎn)就是穩(wěn)定性高，因?yàn)橐粋€(gè)子進(jìn)程崩潰了，不會(huì)影響主進(jìn)程和其他子進(jìn)程。（當(dāng)然主進(jìn)程掛了所有進(jìn)程就全掛了，但是Master進(jìn)程只負(fù)責(zé)分配任務(wù)，掛掉的概率低）著名的Apache最早就是采用多進(jìn)程模式。

多進(jìn)程模式的缺點(diǎn)是創(chuàng)建進(jìn)程的代價(jià)大，在Unix/Linux系統(tǒng)下，用fork調(diào)用還行，在Windows下創(chuàng)建進(jìn)程開(kāi)銷巨大。另外，操作系統(tǒng)能同時(shí)運(yùn)行的進(jìn)程數(shù)也是有限的，在內(nèi)存和CPU的限制下，如果有幾千個(gè)進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行，操作系統(tǒng)連調(diào)度都會(huì)成問(wèn)題。

多線程模式通常比多進(jìn)程快一點(diǎn)，但是也快不到哪去，而且，多線程模式致命的缺點(diǎn)就是任何一個(gè)線程掛掉都可能直接造成整個(gè)進(jìn)程崩潰，因?yàn)樗芯€程共享進(jìn)程的內(nèi)存。在Windows上，如果一個(gè)線程執(zhí)行的代碼出了問(wèn)題，你經(jīng)?？梢钥吹竭@樣的提示：“該程序執(zhí)行了非法操作，即將關(guān)閉”，其實(shí)往往是某個(gè)線程出了問(wèn)題，但是操作系統(tǒng)會(huì)強(qiáng)制結(jié)束整個(gè)進(jìn)程。

在Windows下，多線程的效率比多進(jìn)程要高，所以微軟的IIS服務(wù)器默認(rèn)采用多線程模式。由于多線程存在穩(wěn)定性的問(wèn)題，IIS的穩(wěn)定性就不如Apache。為了緩解這個(gè)問(wèn)題，IIS和Apache現(xiàn)在又有多進(jìn)程+多線程的混合模式，真是把問(wèn)題越搞越復(fù)雜。

Num06–>計(jì)算密集型任務(wù)和IO密集型任務(wù)

是否采用多任務(wù)的第二個(gè)考慮是任務(wù)的類型。我們可以把任務(wù)分為計(jì)算密集型和IO密集型。

第一種：計(jì)算密集型任務(wù)的特點(diǎn)是要進(jìn)行大量的計(jì)算，消耗CPU資源，比如計(jì)算圓周率、對(duì)視頻進(jìn)行高清解碼等等，全靠CPU的運(yùn)算能力。這種計(jì)算密集型任務(wù)雖然也可以用多任務(wù)完成，但是任務(wù)越多，花在任務(wù)切換的時(shí)間就越多，CPU執(zhí)行任務(wù)的效率就越低，所以，要最高效地利用CPU，計(jì)算密集型任務(wù)同時(shí)進(jìn)行的數(shù)量應(yīng)當(dāng)?shù)扔贑PU的核心數(shù)。

計(jì)算密集型任務(wù)由于主要消耗CPU資源，因此，代碼運(yùn)行效率至關(guān)重要。Python這樣的腳本語(yǔ)言運(yùn)行效率很低，完全不適合計(jì)算密集型任務(wù)。對(duì)于計(jì)算密集型任務(wù)，最好用C語(yǔ)言編寫。

第二種：任務(wù)的類型是IO密集型，涉及到網(wǎng)絡(luò)、磁盤IO的任務(wù)都是IO密集型任務(wù)，這類任務(wù)的特點(diǎn)是CPU消耗很少，任務(wù)的大部分時(shí)間都在等待IO操作完成（因?yàn)镮O的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于CPU和內(nèi)存的速度）。對(duì)于IO密集型任務(wù)，任務(wù)越多，CPU效率越高，但也有一個(gè)限度。常見(jiàn)的大部分任務(wù)都是IO密集型任務(wù)，比如Web應(yīng)用。

IO密集型任務(wù)執(zhí)行期間，99%的時(shí)間都花在IO上，花在CPU上的時(shí)間很少，因此，用運(yùn)行速度極快的C語(yǔ)言替換用Python這樣運(yùn)行速度極低的腳本語(yǔ)言，完全無(wú)法提升運(yùn)行效率。對(duì)于IO密集型任務(wù)，最合適的語(yǔ)言就是開(kāi)發(fā)效率最高（代碼量最少）的語(yǔ)言，腳本語(yǔ)言是首選，C語(yǔ)言最差。

總結(jié)

以上所述是小編給大家介紹的Python中進(jìn)程和線程的區(qū)別，希望對(duì)大家有所幫助