线程学习一:多线程与多进程

在一台计算机中,我们可以同时打开许多软件,比如同时浏览网页、听音乐、打字等等,看似非常正常。但仔细想想,为什么计算机可以做到这么多软件同时运行呢?这就涉及到计算机中的两个重要概念:多进程和多线程了。

1.多进程

进程是程序在计算机上的一次执行活动,即正在运行中的应用程序,通常称为进程。当你运行一个程序,你就启动了一个进程。

每个进程都有自己独立的地址空间(内存空间),每当用户启动一个进程时,操作系统就会为该进程分配一个独立的内存空间,让应用程序在这个独立的内存空间中运行。

在同一个时间里,同一个计算机系统中如果允许两个或两个以上的进程处于运行状态,这便是多进程,也称多任务。现代的操作系统几乎都是多任务操作系统,能够同时管理多个进程的运行。

多任务带来的好处是明显的,比如你可以边听mp3边上网,与此同时甚至可以将下载的文档打印出来,而这些任务之间丝毫不会相互干扰。

2.多线程

线程是一个轻量级的子进程,是最小的处理单元;是一个单独的执行路径。可以说:线程是进程的子集(部分),一个进程可能由多个线程组成。

线程是独立的。如果在一个线程中发生异常,则不会影响其他线程。它使用共享内存区域。

多线程是一种执行模型,它允许多个线程存在于进程的上下文中,以便它们独立执行但共享其进程资源。

为什么要使用多线程?

* 在一个程序中,有很多的操作是非常耗时的,如数据库读写操作,IO操作等,如果使用单线程,那么程序就必须等待这些操作执行完成之后才能执行其他操作。使用多线程,可以在将耗时任务放在后台继续执行的同时,同时执行其他操作。

* 可以提高程序的效率。

* 在一些等待的任务上,如用户输入,文件读取等,多线程就非常有用了。

多线程的缺点:

* 使用太多线程,很耗系统资源,因为线程需要开辟内存。更多线程需要更多内存。

* 影响系统性能,因为操作系统需要在线程之间来回切换。

* 需要考虑线程操作对程序的影响,如线程挂起,中止等操作对程序的影响。

* 线程使用不当会发生很多问题。

PS:多线程是异步的,但这不代表多线程真的是几个线程是在同时进行,实际上是系统不断地在各个线程之间来回的切换(因为系统切换的速度非常的快,所以给我们在同时运行的错觉)。

3.多进程和多线程的区别

线程学习一:多线程与多进程

4.多线程与多进程,选择谁?

* 单进程单线程:一个人在一个桌子上吃菜。

* 单进程多线程:多个人在同一个桌子上一起吃菜。

* 多进程单线程:多个人每个人在自己的桌子上吃菜。

多线程的问题是多个人同时吃一道菜的时候容易发生争抢,例如两个人同时夹一个菜,一个人刚伸出筷子,结果伸到的时候已经被夹走菜了。。。此时就必须等一个人夹一口之后,在还给另外一个人夹菜,也就是说资源共享就会发生冲突争抢。

1.对于 Windows 系统来说,【开桌子】的开销很大,因此 Windows 鼓励大家在一个桌子上吃菜。**因此 Windows 多线程学习重点是要大量面对资源争抢与同步方面的问题。**

2.对于 Linux 系统来说,【开桌子】的开销很小,因此 Linux 鼓励大家尽量每个人都开自己的桌子吃菜。这带来新的问题是:坐在两张不同的桌子上,说话不方便。**因此,Linux 下的学习重点大家要学习进程间通讯的方法。**
开桌子的意思是指创建进程。开销这里主要指的是时间开销。

可以做个实验:创建一个进程,在进程中往内存写若干数据,然后读出该数据,然后退出。此过程重复 1000 次,相当于创建/销毁进程 1000 次。在我机器上的测试结果是:

UbuntuLinux:耗时 0.8 秒 Windows7:耗时 79.8 秒 两者开销大约相差一百倍。
这意味着,在 Windows 中,进程创建的开销不容忽视。换句话说就是,Windows 编程中不建议你创建进程,如果你的程序架构需要大量创建进程,那么最好是切换到 Linux 系统。

大量创建进程的典型例子有两个,一个是 gnu autotools 工具链,用于编译很多开源代码的,他们在 Windows 下编译速度会很慢,因此软件开发人员最好是避免使用 Windows。

另一个是服务器,某些服务器框架依靠大量创建进程来干活,甚至是对每个用户请求就创建一个进程,这些服务器在 Windows 下运行的效率就会很差。这"可能"也是放眼全世界范围,Linux 服务器远远多于 Windows 服务器的原因。

再次补充:如果你是写服务器端应用的,其实在现在的网络服务模型下,开桌子的开销是可以忽略不计的,因为现在一般流行的是按照 CPU 核心数量开进程或者线程,开完之后在数量上一直保持,进程与线程内部使用协程或者异步通信来处理多个并发连接,因而开进程与开线程的开销可以忽略了。

另外一种新的开销被提上日程:核心切换开销。 现代的体系,一般 CPU 会有多个核心,而多个核心可以同时运行多个不同的线程或者进程。当每个 CPU 核心运行一个进程的时候,由于每个进程的资源都独立,所以 CPU 核心之间切换的时候无需考虑上下文。 当每个 CPU 核心运行一个线程的时候,由于每个线程需要共享资源,所以这些资源必须从 CPU 的一个核心被复制到另外一个核心,才能继续运算,这占用了额外的开销。换句话说,在 CPU 为多核的情况下,多线程在性能上不如多进程。
因而,当前面向多核的服务器端编程中,需要习惯多进程而非多线程

以上来自于
https://www.cnblogs.com/linuxAndMcu/p/11064916.html
https://www.php.cn/faq/416853.html
https://www.zhihu.com/question/19901763/answer/13299543

原文链接: https://www.cnblogs.com/vivian187/p/15956765.html

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