python多进程和多线程究竟谁更快(详解)

Z时代
2024-01-10
分类：综合

python3.6

threading和multiprocessing

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自从用多进程和多线程进行编程，一致没搞懂到底谁更快。网上很多都说python多进程更快，因为GIL(全局解释器锁)。但是我在写代码的时候，测试时间却是多线程更快，所以这到底是怎么回事？最近再做分词工作，原来的代码速度太慢，想提速，所以来探求一下有效方法(文末有代码和效果图)

这里先来一张程序的结果图，说明线程和进程谁更快

一些定义

并行是指两个或者多个事件在同一时刻发生。并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一个程序的执行实例就是一个进程。

实现过程

而python里面的多线程显然得拿到GIL,执行code，最后释放GIL。所以由于GIL，多线程的时候拿不到，实际上，它是并发实现，即多个事件，在同一时间间隔内发生。

但进程有独立GIL，所以可以并行实现。因此，针对多核CPU，理论上采用多进程更能有效利用资源。

现实问题

在网上的教程里面，经常能见到python多线程的身影。比如网络爬虫的教程、端口扫描的教程。

这里拿端口扫描来说，大家可以用多进程实现下面的脚本，会发现python多进程更快。那么不就是和我们分析相悖了吗？


import sys,threading
from socket import *
host = "127.0.0.1" if len(sys.argv)==1 else sys.argv[1]
portList = [i for i in range(1,1000)]
scanList = []
lock = threading.Lock()
print('Please waiting... From ',host)
def scanPort(port):
  try:
    tcp = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    tcp.connect((host,port))
  except:
    pass
  else:
    if lock.acquire():
      print('[+]port',port,'open')
      lock.release()
  finally:
    tcp.close()
for p in portList:
  t = threading.Thread(target=scanPort,args=(p,))
  scanList.append(t)
for i in range(len(portList)):
  scanList[i].start()
for i in range(len(portList)):
  scanList[i].join()

谁更快

因为python锁的问题，线程进行锁竞争、切换线程，会消耗资源。所以，大胆猜测一下：

在CPU密集型任务下，多进程更快，或者说效果更好；而IO密集型，多线程能有效提高效率。

大家看一下下面的代码：


import time
import threading
import multiprocessing
max_process = 4
max_thread = max_process
def fun(n,n2):
  #cpu密集型
  for i in range(0,n):
    for j in range(0,(int)(n*n*n*n2)):
      t = i*j
def thread_main(n2):
  thread_list = []
  for i in range(0,max_thread):
    t = threading.Thread(target=fun,args=(50,n2))
    thread_list.append(t)
  start = time.time()
  print(' [+] much thread start')
  for i in thread_list:
    i.start()
  for i in thread_list:
    i.join()
  print(' [-] much thread use ',time.time()-start,'s')
def process_main(n2):
  p = multiprocessing.Pool(max_process)
  for i in range(0,max_process):
    p.apply_async(func = fun,args=(50,n2))
  start = time.time()
  print(' [+] much process start')
  p.close()#关闭进程池
  p.join()#等待所有子进程完毕
  print(' [-] much process use ',time.time()-start,'s')
if __name__=='__main__':
  print("[++]When n=50,n2=0.1:")
  thread_main(0.1)
  process_main(0.1)
  print("[++]When n=50,n2=1:")
  thread_main(1)
  process_main(1)
  print("[++]When n=50,n2=10:")
  thread_main(10)
  process_main(10)