进程、线程对比

• 进程，能够完成多任务，比如 在一台电脑上能够同时运行多个 QQ
• 线程，能够完成多任务，比如 一个 QQ 中的多个聊天窗口

进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.

线程是进程的一个实体,是 CPU 调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源( 如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源.

区别

• 一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.

• 线程的划分尺度小于进程(资源比进程少)，使得多线程程序的并发性高。

• 进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率

• 线程不能够独立执行，必须依存在进程中

优缺点

线程和进程在使用上各有优缺点：线程执行开销小，但不利于资源的管理和保护；而进程正相反。

关于多进程和多线程，教科书上最经典的一句话是“进程是资源分配的最小单位，线程是 CPU 调度的最小单位”。这句话应付考试基本上够了，但如果在工作中遇到类似的选择问题，那就没有那么简单了，选的不好，会让你深受其害。所以他也是面试者最喜欢考察的题目之一。

我们按照多个不同的维度，来看看多进程和多线程的对比（注：都是相对的，不是说一个好得不得了，另一个差的无法忍受）

维度	多进程	多线程	总结
数据共享、同步	数据是分开的:共享复杂，需要用IPC;同步简单	多线程共享进程数据：共享简单；同步复杂	各有优势
内存、CPU	占用内存多，切换复杂，CPU利用率低	占用内存少，切换简单，CPU利用率高	线程占优
创建销毁、切换	创建销毁、切换复杂，速度慢	创建销毁、切换简单，速度快	线程占优
编程调试	编程简单，调试简单	编程复杂，调试复杂	进程占优
可靠性	进程间不会相互影响	一个线程挂掉将导致整个进程挂掉	进程占优
分布式	适应于多核、多机分布 ；如果一台机器不够，扩展到多台机器比较简单	适应于多核分布	进程占优

然后我们来看下线程和进程间的比较

	多进程	多线程
优点	内存隔离，单进程已成不会导致整个应用崩溃。方便调试	提高系统的并发性，并且开销小
缺点	进程间调用，通讯和切换开销均比多线程大	没有内存隔离，单线程的崩溃会导致整个应用的推出，发生内存bug时，定位及其不方便（回调噩梦）
使用场景	目标子功能交互少，如果资源和性能许可，请设计由多个子应用程序来组合完成。	存在大量IO、网络等耗时操作，或需要与用户交互时，使用多线程有利于提高系统的并行性和用户界面交互的体验。

1. 需要频繁创建销毁的优先用线程。

   实例：web 服务器。来一个建立一个线程，断了就销毁线程。要是用进程，创建和销毁的代价是很难承受的。

2. 需要进行大量计算的优先使用进程。

   所谓大量计算，当然就是要消耗很多 cpu，切换频繁了，这种情况先线程是最合适的。

   实例：图像处理、算法处理

3. 强相关的处理用线程，弱相关的处理用进程。

   什么叫强相关、弱相关？理论上很难定义，给个简单的例子就明白了。

   一般的 server 需要完成如下任务：消息收发和消息处理。消息收发和消息处理就是弱相关的任务，而消息处理里面可能又分为消息解码、业务处理，这两个任务相对来说相关性就要强多了。因此消息收发和消息处理可以分进程设计，消息解码和业务处理可以分线程设计。

4. 可能扩展到多机分布的用进程，多核分布的用线程。

5. 都满足需求的情况下，用你最熟悉、最拿手的方式。

至于”数据共享、同步“、“编程、调试”、“可靠性”这几个维度的所谓的“复杂、简单”应该怎么取舍，只能说：没有明确的选择方法。一般有一个选择原则：如果多进程和多线程都能够满足要求，那么选择你最熟悉、最拿手的那个。

关系对比

• 线程是依附在进程里面的，没有进程就没有线程。
• 一个进程默认提供一条线程，进程可以创建多个线程。

优缺点对比

进程优缺点:

• 优点：可以用多核
• 缺点：资源开销大

线程优缺点:

• 优点：资源开销小
• 缺点：不能使用多核

要点总结

1. 进程和线程都是完成多任务的一种方式
2. 多进程要比多线程消耗的资源多，但是多进程开发比单进程多线程开发稳定性要强，某个进程挂掉不会影响其它进程。
3. 多进程可以使用cpu的多核运行，多线程可以共享全局变量。
4. 线程不能单独执行必须依附在进程里面

概念问题（面试常问）

在计算机中，如果你的程序在等待，通常是因为以下两个原因。

• I/O 限制：这个限制很常见。计算机的 CPU 速度非常快——比计算机内存快几百倍，比硬盘或者网络快几千倍。
• CPU 限制：在处理数字运算任务时，比如科学计算或者图形计算，很容易遇到这个限制。

以下是和并发相关的两个术语。

• 同步：一件事接着一件事发生，就像送葬队伍一样。
• 异步：任务是互相独立的，就像派对参与者从不同的车上下来一样

当你要用简单的系统和任务来处理现实中的问题时，迟早需要处理并发。假设你有一个网站，必须给用户很快地返回静态和动态网页。一秒是可以接受的，但是如果展示或者交互需要很长时间，用户就会失去耐心。谷歌和亚马逊的测试显示，页面加载速度降低一点就会导致流量大幅下降。

但是，如何处理需要长时间执行的任务呢，比如上传文件、改变图片大小或者查询数据库？显然无法用同步的 Web 客户端代码解决这个问题，因为同步就必然会产生等待。

在一台电脑中，如果你想尽快处理多个任务，就需要让它们互相独立。慢任务不应该阻塞其他任务。

并发（concurrency）和并行（parallellism）是

• 并发：一件事情由多个人同时去做（多线程）
• 并行：多个人同时做多件事情（多进程）

多进程模块，让我们可以不受 GIL 的限制，大大缩短执行时间。