浅谈多进程多线程的选择(转)
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,會讓你深受其害。
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經(jīng)常在網(wǎng)絡(luò)上看到有的XDJM問“多進(jìn)程好還是多線程好?”、“Linux下用多進(jìn)程還是多線程?”等等期望一勞永逸的問題,我只能說:沒有最好,只有更好。根據(jù)實際情況來判斷,哪個更加合適就是哪個好。
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我們按照多個不同的維度,來看看多線程和多進(jìn)程的對比(注:因為是感性的比較,因此都是相對的,不是說一個好得不得了,另外一個差的無法忍受)。
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| 對比維度 | 多進(jìn)程 | 多線程 | 總結(jié) |
| 數(shù)據(jù)共享、同步 | 數(shù)據(jù)共享復(fù)雜,需要用IPC;數(shù)據(jù)是分開的,同步簡單 | 因為共享進(jìn)程數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)共享簡單,但也是因為這個原因?qū)е峦綇?fù)雜 | 各有優(yōu)勢 |
| 內(nèi)存、CPU | 占用內(nèi)存多,切換復(fù)雜,CPU利用率低 | 占用內(nèi)存少,切換簡單,CPU利用率高 | 線程占優(yōu) |
| 創(chuàng)建銷毀、切換 | 創(chuàng)建銷毀、切換復(fù)雜,速度慢 | 創(chuàng)建銷毀、切換簡單,速度很快 | 線程占優(yōu) |
| 編程、調(diào)試 | 編程簡單,調(diào)試簡單 | 編程復(fù)雜,調(diào)試復(fù)雜 | 進(jìn)程占優(yōu) |
| 可靠性 | 進(jìn)程間不會互相影響 | 一個線程掛掉將導(dǎo)致整個進(jìn)程掛掉 | 進(jìn)程占優(yōu) |
| 分布式 | 適應(yīng)于多核、多機(jī)分布式;如果一臺機(jī)器不夠,擴(kuò)展到多臺機(jī)器比較簡單 | 適應(yīng)于多核分布式 | 進(jìn)程占優(yōu) |
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看起來比較簡單,優(yōu)勢對比上是“線程 3.5 v 2.5 進(jìn)程”,我們只管選線程就是了?
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呵呵,有這么簡單我就不用在這里浪費(fèi)口舌了,還是那句話,沒有絕對的好與壞,只有哪個更加合適的問題。我們來看實際應(yīng)用中究竟如何判斷更加合適。
1)需要頻繁創(chuàng)建銷毀的優(yōu)先用線程
原因請看上面的對比。
這種原則最常見的應(yīng)用就是Web服務(wù)器了,來一個連接建立一個線程,斷了就銷毀線程,要是用進(jìn)程,創(chuàng)建和銷毀的代價是很難承受的
2)需要進(jìn)行大量計算的優(yōu)先使用線程
所謂大量計算,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。“消息收發(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”,這兩個任 務(wù)相對來說相關(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,“消息解碼”、“業(yè)務(wù)處理”可以分線程設(shè)計。
當(dāng)然這種劃分方式不是一成不變的,也可以根據(jù)實際情況進(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
原因請看上面對比。
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。
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需要提醒的是:雖然我給了這么多的選擇原則,但實際應(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)。
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1、多進(jìn)程與多線程的簡單比較
優(yōu)點(diǎn):內(nèi)存隔離,單個進(jìn)程的異常不會導(dǎo)致整個應(yīng)用的崩潰。方便測試,編程簡單。
? ??缺點(diǎn):進(jìn)程間調(diào)用,通訊和切換均比多線程大,耗資源。
使用場所:目標(biāo)子動能交互少,如果資源和性能許可,可以設(shè)計由多個子應(yīng)用程序來組合完成目的。
優(yōu)點(diǎn):提高系統(tǒng)的并行性,并且開銷小。數(shù)據(jù)共享方便(不需要進(jìn)程間的通信)
缺點(diǎn):沒有內(nèi)存隔離,單個現(xiàn)成的崩潰會導(dǎo)致整個應(yīng)用程序的退出,發(fā)生采內(nèi)存等bug時,定位及其不方便。編程復(fù)雜;調(diào)試?yán)щy;線程執(zhí)行的隨機(jī)性可能導(dǎo)致邏輯混亂,甚至發(fā)生死鎖現(xiàn)象;
使用場所:在存在大量IO,網(wǎng)絡(luò)等耗時操作,或者需要和用戶交互時,使用多線程有利于提高系統(tǒng)的并行性和用戶界面快速響應(yīng)從而提高友好性。
2、設(shè)計時應(yīng)注意的事項
把它們的功能提取出來,做成一個小的應(yīng)用程序。需要的時候再把它們拉起來(如通過crontab配置,或直接system)。
把目標(biāo)根據(jù)功能劃分不同的子系統(tǒng),子系統(tǒng)間遵循特定的協(xié)議(文本或XML),由通訊聯(lián)系起來,協(xié)作完成目標(biāo)。
典型的案例就是UNIX或LINUX的工具使用。如:$ cat veglist fruitlist | sort > clist,用cat打開文件,協(xié)議是字符流,通過管道(通訊手段)傳給sort進(jìn)行排序,把排序的結(jié)果流重定向到文件中。這種自由組合協(xié)作風(fēng)格應(yīng)用思想和編程思路也是吸引眾多UNIX擁護(hù)者的原因之一吧。
???? 在軟件設(shè)計中,選擇多進(jìn)程還是多線程還跟很多因素有關(guān),例如對數(shù)據(jù)實時處理的性能要求、對健壯性和安全性要求、是否要求跨平臺(包括操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫)及是否需要分布部署。因此,在設(shè)計中應(yīng)充分考慮各種因素以求做到最大利用系統(tǒng)資源。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的浅谈多进程多线程的选择(转)的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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