多进程和多线程之间的区别,以及他们分别怎样实现

一.两者区别

(1)多进程

1.数据是分开的,共享复杂,同步简单
2.占用内存多,切换复杂,CPU利用率低
3.创建销毁复杂,切换复杂,速度慢 
4.编程简单,调试简单
5.进程间不会相互影响 
6.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

(2)多线程

1.多线程共享进程数据,共享简单,同步复杂
2.占用内存少,切换简单,CPU利用率高
3.创建销毁简单,切换简单,速度快
4.编程复杂,调试复杂
5.一个线程挂掉将导致整个进程挂掉
6.适应于多核分布

二.使用场景

1)需要频繁创建和销毁的优先用线程。

实例:web 服务器,来一个任务建立一个线程,完了就销毁线程。要是用进程,创建和销毁的代价是很高的。

2)需要进行大量计算的优先使用线程。

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。

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。

三.通信方式

(1)进程间的通信方式

1.管道( pipe ):管道是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动,而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。

2.有名管道 (namedpipe) : 有名管道也是半双工的通信方式,但是它允许无亲缘关系进程间的通信。

3.信号量(semophore ) : 信号量是一个计数器,可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制,防止某进程正在访问共享资源时,其他进程也来访问该资源。因此,主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。

4.消息队列( messagequeue ) : 消息队列存放在内核中,并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号量传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。

5.信号 (sinal ) : 信号是一种比较复杂的通信方式。

6.共享内存(shared memory ) :共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存,这段共享内存由一个进程创建,但多个进程都可以访问。共享内存是最快的通信 IPC 方式,它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。

7.套接字(socket ) : 套解字也是一种进程间通信机制,与其他通信机制不同的是,它可用于不同及其间的进程通信。


(2)线程间的通信方式

1.锁机制:包括互斥锁、条件变量、读写锁

a.互斥锁: 提供了以排他方式防止数据结构被并发修改。
b.读写锁: 允许多个线程同时读共享数据,而对写操作是互斥的。
c.条件变量: 可以以原子的方式阻塞进程,直到某个特定条件为真为止。对条件的测试是在互斥锁的保护下进行的。条件变量始终与互斥锁一起使用。

2.信号量机制(Semaphore):包括无名线程信号量和命名线程信号量.

3.信号机制(Signal)

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