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多线程与多进程(转载)

1.进程

进程作为申请系统资源的基本单位,进程必须有一个对应的物理实体。

进程的优点:

1)顺序程序的特点:具有封闭性和可再现性;

2)程序的并发执行和资源共享。多道程序设计出现后,实现了程序的并发执行和资源共享,提高了系统的效率和系统的资源利用率。

进程的缺点:

操作系统调度切换多个线程要比切换调度进程在速度上快的多。而且进程间内存无法共享,通讯也比较麻烦。

线程之间由于共享进程内存空间,所以交换数据非常方便;在创建或撤消进程时,由于系统都要为之分配和回收资源,导致系统的开销明显大于创建或撤消线程时的开销。    

2.线程

线程是 在程序内部运行多个流程的轻量单位。

线程的优点:

1)它是一种非常"节俭"的多任务操作方式。在Linux系统下,启动一个新的进程必须分配给它独立的地址空间,建立众多的数据表来维护它的代码段、堆栈段和数据段,这是一种"昂贵"的多任务工作方式。而运行于一个进程中的多个线程,它们彼此之间使用相同的地址空间,共享大部分数据,启动一个线程所花费的空间远远小于启动一个进程所花费的空间,而且,线程间彼此切换所需的时间也远远小于进程间切换所需要的时间。当然,在具体的系统上,这个数据可能会有较大的区别;

2)线程间方便的通信机制,由于同一进程下的线程之间共享数据空间,所以一个线程的数据可以直接为其它线程所用,这不仅快捷,而且方便;

3)使多CPU系统更加有效。操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时,不同的线程运行于不同的CPU上;

4)改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程,成为几个独立或半独立的运行部分,这样的程序会利于理解和修改。 线程的缺点: 1.调度时, 要保存线程状态,频繁调度, 需要占用大量的机时; 2.程序设计上容易出错(线程同步问题)。

 

3.多线程

多线程的优点:

  无需跨进程边界; 程序逻辑和控制方式简单; 所有线程可以直接共享内存和变量等; 线程方式消耗的总资源比进程方式好;. 多线程可以提高程序的反应速度。

在多核系统上,多线程可以增强程序的实时处理能力。

多线程缺点:

  每个线程与主程序共用地址空间,受限于2GB地址空间; 线程之间的同步和加锁控制比较麻烦; 一个线程的崩溃可能影响到整个程序的稳定性; 到达一定的线程数程度后,即使再增加CPU也无法提高性能,例如Windows Server 2003,大约是1500个左右的线程数就快到极限了(线程堆栈设定为1M),如果设定线程堆栈为2M,还达不到1500个线程总数; 线程能够提高的总性能有限,而且线程多了之后,线程本身的调度也是一个麻烦事儿,需要消耗较多的CPU。

 4.多进程

多进程优点:

  每个进程互相独立,不影响主程序的稳定性,子进程崩溃没关系; 通过增加CPU,就可以容易扩充性能; 可以尽量减少线程加锁/解锁的影响,极大提高性能,就算是线程运行的模块算法效率低也没关系; 每个子进程都有2GB地址空间和相关资源,总体能够达到的性能上限非常大。

  

从操作系统看,这个实体叫做PCB;从应用程序看,这个物理实体叫做句柄。

  1.多进程的优势在于任务的独立性,比如某个任务单独作为一个进程的话,崩溃只影响自己的服务,其他任务不受影响.如果是多个任务在同一个进程内部利用多个线程进行处理,某个线程发生了未处理的异常的话,会导致整个进程完蛋,所有的任务跟着遭殃.

  2.  从资源分配上来说,多进程方案比多线程方案更加灵活和自由.

  3.  不过任务间的通信方面多进程要比多线程复杂些,编一个好的多进程通信方案要比多线程间的通信方案困难多了.

多进程缺点:

  逻辑控制复杂,需要和主程序交互; 需要跨进程边界,如果有大数据量传送,就不太好,适合小数据量传送、密集运算 多进程调度开销比较大; 最好是多进程和多线程结合,即根据实际的需要,每个CPU开启一个子进程,这个子进程开启多线程可以为若干同类型的数据进行处理。当然你也可以利用多线程+多CPU+轮询方式来解决问题。 

  另外值得注意的是多线程和多进程有平台相关性,linux 平台下 线程和进程启动效率差不多。