多進(jìn)程和多線程

關(guān)于多進(jìn)程和多線程,教科書上最經(jīng)典的一句話是“進(jìn)程是資源分配的最小單位,線程是CPU調(diào)度的最小單位”,這句話應(yīng)付考試基本上夠了,但如果在工作中遇到類似的選擇問題,那就沒有這么簡單了,選的不好,會(huì)讓你深受其害。

我們按照多個(gè)不同的維度,來看看多線程和多進(jìn)程的對(duì)比(注:因?yàn)槭歉行缘谋容^,因此都是相對(duì)的,不是說一個(gè)好得不得了,另外一個(gè)差的無法忍受)。


對(duì)比圖

1)需要頻繁創(chuàng)建銷毀的優(yōu)先用線程

原因請(qǐng)看上面的對(duì)比。

這種原則最常見的應(yīng)用就是Web服務(wù)器了,來一個(gè)連接建立一個(gè)線程,斷了就銷毀線程,要是用進(jìn)程,創(chuàng)建和銷毀的代價(jià)是很難承受的

2)需要進(jìn)行大量計(jì)算的優(yōu)先使用線程

所謂大量計(jì)算,當(dāng)然就是要耗費(fèi)很多CPU,切換頻繁了,這種情況下線程是最合適的。

這種原則最常見的是圖像處理、算法處理。

3)強(qiáng)相關(guān)的處理用線程,弱相關(guān)的處理用進(jìn)程

什么叫強(qiáng)相關(guān)、弱相關(guān)?理論上很難定義,給個(gè)簡單的例子就明白了。

一般的Server需要完成如下任務(wù):消息收發(fā)、消息處理?!跋⑹瞻l(fā)”和“消息處理”就是弱相關(guān)的任務(wù),而“消息處理”里面可能又分為“消息解碼”、“業(yè)務(wù)處理”,這兩個(gè)任務(wù)相對(duì)來說相關(guān)性就要強(qiáng)多了。因此“消息收發(fā)”和“消息處理”可以分進(jìn)程設(shè)計(jì),“消息解碼”、“業(yè)務(wù)處理”可以分線程設(shè)計(jì)。

當(dāng)然這種劃分方式不是一成不變的,也可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

4)可能要擴(kuò)展到多機(jī)分布的用進(jìn)程,多核分布的用線程

原因請(qǐng)看上面對(duì)比。

5)都滿足需求的情況下,用你最熟悉、最拿手的方式

至于“數(shù)據(jù)共享、同步”、“編程、調(diào)試”、“可靠性”這幾個(gè)維度的所謂的“復(fù)雜、簡單”應(yīng)該怎么取舍,我只能說:沒有明確的選擇方法。但我可以告訴你一個(gè)選擇原則:如果多進(jìn)程和多線程都能夠滿足要求,那么選擇你最熟悉、最拿手的那個(gè)。

需要提醒的是:雖然我給了這么多的選擇原則,但實(shí)際應(yīng)用中基本上都是“進(jìn)程+線程”的結(jié)合方式,千萬不要真的陷入一種非此即彼的誤區(qū)。

消耗資源:

從內(nèi)核的觀點(diǎn)看,進(jìn)程的目的就是擔(dān)當(dāng)分配系統(tǒng)資源(CPU時(shí)間、內(nèi)存等)的基本單位。線程是進(jìn)程的一個(gè)執(zhí)行流,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,它們彼此之間使用相同的地址空間,共享大部分?jǐn)?shù)據(jù),啟動(dòng)一個(gè)線程所花費(fèi)的空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程所花費(fèi)的空間,而且,線程間彼此切換所需的時(shí)間也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于進(jìn)程間切換所需要的時(shí)間。據(jù)統(tǒng)計(jì),總的說來,一個(gè)進(jìn)程的開銷大約是一個(gè)線程開銷的30倍左右,當(dāng)然,在具體的系統(tǒng)上,這個(gè)數(shù)據(jù)可能會(huì)有較大的區(qū)別。

通訊方式:

進(jìn)程之間傳遞數(shù)據(jù)只能是通過通訊的方式,即費(fèi)時(shí)又不方便。線程時(shí)間數(shù)據(jù)大部分共享(線程函數(shù)內(nèi)部不共享),快捷方便。但是數(shù)據(jù)同步需要鎖對(duì)于static變量尤其注意

線程自身優(yōu)勢:

提高應(yīng)用程序響應(yīng);使多CPU系統(tǒng)更加有效。操作系統(tǒng)會(huì)保證當(dāng)線程數(shù)不大于CPU數(shù)目時(shí),不同的線程運(yùn)行于不同的CPU上;

改善程序結(jié)構(gòu)。一個(gè)既長又復(fù)雜的進(jìn)程可以考慮分為多個(gè)線程,成為幾個(gè)獨(dú)立或半獨(dú)立的運(yùn)行部分,這樣的程序會(huì)利于理解和修改。

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