Python--进程、线程、协程
进程
简介
一个运行的程序或代码就是一个进程,一个没有运行的代码叫程序。进程是系统进行资源分配的最小单位,进程拥有自己的内存空间,进程之间相互独立,所以进程间数据不共享,开销大,同一个进程中的所有线程共享资源
使用场景
多进程适合在CPU 密集型操作(cpu 操作指令比较多,计算密集型,如科学计算,位数多的浮点运算)
计算密集型任务的特点是要进行大量的计算,消耗CPU资源,比如计算圆周率、对视频进行高清解码等等,全靠CPU的运算能力。这种计算密集型任务虽然也可以用多任务完成,但是任务越多,花在任务切换的时间就越多,CPU执行任务的效率就越低,所以,要最高效地利用CPU,计算密集型任务同时进行的数量应当等于CPU的核心数。
计算密集型任务由于主要消耗CPU资源,因此,代码运行效率至关重要。Python这样的脚本语言运行效率很低,完全不适合计算密集型任务。对于计算密集型任务,最好用C语言编写。
线程
简介
调度执行的最小单位,也叫执行路径,不能独立存在,依赖进程的存在而存在,一个进程至少有一个线程,叫主线程,多个线程共享内存(数据共享和全局变量),因此提升程序的运行效率。
使用场景
多线程适合在IO 密集型操作(读写数据操作较多的,比如爬虫)
IO密集型,涉及到网络、磁盘IO的任务都是IO密集型任务,这类任务的特点是CPU消耗很少,任务的大部分时间都在等待IO操作完成(因为IO的速度远远低于CPU和内存的速度)。对于IO密集型任务,任务越多,CPU效率越高,但也有一个限度。常见的大部分任务都是IO密集型任务,比如Web应用。
IO密集型任务执行期间,99%的时间都花在IO上,花在CPU上的时间很少,因此,用运行速度极快的C语言替换用Python这样运行速度极低的脚本语言,完全无法提升运行效率。对于IO密集型任务,最合适的语言就是开发效率最高(代码量最少)的语言,脚本语言是首选,C语言最差。
协程
简介
用户态的轻量级线程,调度由用户控制,拥有自己的寄存器上下文和栈,切换基本没有内核切换的开销,切换灵活。
使用场景
Python中的多线程是假的多线程,协程+线程=真的多线程
进程与线程之间的关系
线程是并发,进程是并行;
线程是属于进程的,线程运行在进程空间内,同一进程所产生的线程共享同一内存空间,当进程退出时该进程所产生的线程都会被强制退出并清除。
线程可与属于同一进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源,但是其本身基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的信息(如程序计数器、一组寄存器和栈)。
GIl(全局解释器锁)
在python解释器中,不管有多少个线程,最终执行的线程其实只有一个,这么做就是为了线程安全,保证全局变量不会修改。当多核CPU时,可以增加对应的进程来挺高效率。
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