怎么更进一步学python_【百尺竿头,更进一步学Python】Python进阶课程——进程,线程和协程的区别...
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【百尺竿頭,更進(jìn)一步學(xué)Python】Python進(jìn)階課程——進(jìn)程:線程和協(xié)程的區(qū)別
現(xiàn)在多進(jìn)程多線程已經(jīng)是老生常談了:協(xié)程也在最近幾年流行起來。今天我們本文主要介紹進(jìn)程、線程和協(xié)程三者之間的區(qū)別。
一、進(jìn)程:線程和協(xié)程的概念
1、進(jìn)程
進(jìn)程是具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng)
進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位
每個(gè)進(jìn)程都有自己的獨(dú)立內(nèi)存空間:不同進(jìn)程通過進(jìn)程間通信來通信
由于進(jìn)程比較重要:占據(jù)獨(dú)立的內(nèi)存:所以上下文進(jìn)程間的切換開銷:棧、寄存器、虛擬內(nèi)存、文件句柄等:比較大:但相對(duì)比較穩(wěn)定安全
2、線程
線程是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體,是CPU調(diào)度和分派的基本單位,它是比進(jìn)程更小的能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位
線程自己基本上不擁有系統(tǒng)資源,只擁有一點(diǎn)在運(yùn)行中必不可少的資源(如程序計(jì)數(shù)器,一組寄存器和棧)
但是它可與同屬一個(gè)進(jìn)程的其他的線程共享進(jìn)程所擁有的全部資源
線程間通信主要通過共享內(nèi)存:上下文切換很快:資源開銷較少:但相比進(jìn)程不夠穩(wěn)定容易丟失數(shù)據(jù)
3、協(xié)程
協(xié)程是一種用戶態(tài)的輕量級(jí)線程:協(xié)程的調(diào)度完全由用戶控制
協(xié)程擁有自己的寄存器上下文和棧
協(xié)程調(diào)度切換時(shí):將寄存器上下文和棧保存到其他地方:在切回來的時(shí)候:恢復(fù)先前保存的寄存器上下文和棧:直接操作棧則基本沒有內(nèi)核切換的開銷:可以不加鎖的訪問全局變量:所以上下文的切換非常快
二、進(jìn)程:線程和協(xié)程的區(qū)別
1、進(jìn)程:線程和協(xié)程之間的比較
進(jìn)程擁有自己獨(dú)立的堆和棧:既不共享堆:亦不共享?xiàng)?#xff1a;進(jìn)程由操作系統(tǒng)調(diào)度
線程擁有自己獨(dú)立的棧和共享的堆:共享堆:不共享?xiàng)?#xff1a;線程亦由操作系統(tǒng)調(diào)度(標(biāo)準(zhǔn)線程是的)
協(xié)程和線程一樣共享堆:不共享?xiàng)?#xff1a;協(xié)程由程序員在協(xié)程的代碼里顯示調(diào)度
2、進(jìn)程與線程比較
線程是指進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)執(zhí)行單元,也是進(jìn)程內(nèi)的可調(diào)度實(shí)體
線程與進(jìn)程的區(qū)別:
地址空間:線程是進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)執(zhí)行單元:進(jìn)程內(nèi)至少有一個(gè)線程:它們共享進(jìn)程的地址空間:而進(jìn)程有自己獨(dú)立的地址空間
資源擁有:進(jìn)程是資源分配和擁有的單位,同一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的線程共享進(jìn)程的資源
線程是處理器調(diào)度的基本單位,但進(jìn)程不是
二者均可并發(fā)執(zhí)行
每個(gè)獨(dú)立的線程有一個(gè)程序運(yùn)行的入口、順序執(zhí)行序列和程序的出口:但是線程不能夠獨(dú)立執(zhí)行:必須依存在應(yīng)用程序中:由應(yīng)用程序提供多個(gè)線程執(zhí)行控制
3、協(xié)程與線程進(jìn)行比較
協(xié)程避免了無意義的調(diào)度:由此可以提高性能:但也因此:程序員必須自己承擔(dān)調(diào)度的責(zé)任:同時(shí):協(xié)程也失去了標(biāo)準(zhǔn)線程使用多CPU的能力
協(xié)程和線程的區(qū)別是:
一個(gè)線程可以多個(gè)協(xié)程:一個(gè)進(jìn)程也可以單獨(dú)擁有多個(gè)協(xié)程:這樣python中則能使用多核CPU
線程進(jìn)程都是同步機(jī)制:而協(xié)程則是異步
協(xié)程能保留上一次調(diào)用時(shí)的狀態(tài):每次過程重入時(shí):就相當(dāng)于進(jìn)入上一次調(diào)用的狀態(tài)
三、進(jìn)程:線程和協(xié)程在python中的使用
1、進(jìn)程在python中的使用
多進(jìn)程一般使用multiprocessing庫(kù):來利用多核CPU:主要是用在CPU密集型的程序上:當(dāng)然生產(chǎn)者消費(fèi)者這種也可以使用。
多進(jìn)程的優(yōu)勢(shì)就是一個(gè)子進(jìn)程崩潰并不會(huì)影響其他子進(jìn)程和主進(jìn)程的運(yùn)行:但缺點(diǎn)就是不能一次性啟動(dòng)太多進(jìn)程:會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的資源調(diào)度:特別是CPU使用率和負(fù)載
2、線程在python中的使用
多線程一般是使用threading庫(kù):完成一些IO密集型并發(fā)操作
多線程的優(yōu)勢(shì)是切換快:資源消耗低:但一個(gè)線程掛掉則會(huì)影響到所有線程:所以不夠穩(wěn)定
3、協(xié)程在python中的使用
協(xié)程一般是使用gevent庫(kù):當(dāng)然這個(gè)庫(kù)用起來比較麻煩:所以使用的并不是很多
相反:協(xié)程在tornado的運(yùn)用就多得多了:使用協(xié)程讓tornado做到單線程異步:據(jù)說還能解決C10K的問題。所以協(xié)程使用的地方最多的是在web應(yīng)用上
總結(jié)
IO密集型一般使用多線程或者多進(jìn)程
CPU密集型一般使用多進(jìn)程
強(qiáng)調(diào)非阻塞異步并發(fā)的一般都是使用協(xié)程
當(dāng)然有時(shí)候也是需要多進(jìn)程線程池結(jié)合的:或者是其他組合方式
進(jìn)程:線程和協(xié)程之間的關(guān)系圖示
總結(jié)
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