Čo je to multiprocesing?
Systém s viacerými procesmi má viac ako dva procesory. CPU sú pridané do systému, čo pomáha zvyšovať výpočtovú rýchlosť systému. Každý procesor má svoju vlastnú sadu registrov a hlavnú pamäť.
Pretože však každý procesor je samostatný, môže sa stať, že jeden procesor nemusí mať čo spracovať. Jeden procesor môže zostať nečinný a druhý môže byť preťažený konkrétnymi procesmi. V takom prípade sa proces a zdroje dynamicky zdieľajú medzi procesormi.
V tomto návode sa dozviete:
- Čo je to multiprocesing?
- Čo je to multithreading?
- Charakteristika multiprocesingu:
- Charakteristika multithreadingu
- Rozdiel medzi multiprocesingom a multithreadingom
- Výhoda viacerých procesov
- Výhoda multithreadingu
- Nevýhoda multiprocesingu
- Nevýhoda multithreadingu
Čo je to multithreading?
Multithreading je technika vykonávania programu, ktorá umožňuje, aby jeden proces mal viac segmentov kódu (napríklad vlákna). Súbežne tiež beží v „kontexte“ tohto procesu. Viacvláknové aplikácie sú aplikácie, ktoré majú dve alebo viac vlákien, ktoré bežia súčasne. Preto je tiež známy ako súbežnosť.
Kľúčové ROZDIELY:
- Systém s viacerými procesmi má viac ako dva procesory, zatiaľ čo Multithreading je technika vykonávania programu, ktorá umožňuje, aby jeden proces mal viac segmentov kódu
- Multiprocesing zvyšuje spoľahlivosť systému, zatiaľ čo v procese multithreadingu beží každé vlákno navzájom paralelne.
- Multiprocesing vám pomôže zvýšiť výpočtový výkon, zatiaľ čo multithreading vám pomôže vytvoriť výpočtové vlákna jedného procesu
- V prípade multiprocesingu je tvorba procesu pomalá a špecifická pre dané zdroje, zatiaľ čo pri multiprogramovaní je vytvorenie vlákna hospodárne z hľadiska času a zdrojov.
- Multithreading sa vyhýba moreniu, zatiaľ čo multiprocesing sa spolieha na to, že moriace objekty v pamäti sa budú posielať do iných procesov.
- Systém s viacerými procesmi trvá menej času, zatiaľ čo pri spracovaní úlohy je potrebných menej času.
Charakteristika viacnásobného spracovania
Tu sú základné vlastnosti multiprocesingu:
- Multiprocesing sa klasifikuje podľa spôsobu organizácie ich pamäte.
- Viacnásobné spracovanie zvyšuje spoľahlivosť systému
- Multiprocesing môže zlepšiť výkon tým, že program rozloží na paralelne spustiteľné úlohy.
Charakteristika multithreadingu
Tu sú dôležité aspekty multithreadingu:
- V procese viacvláknového vlákna beží každé vlákno navzájom paralelne.
- Vlákna vám neumožňujú oddeliť oblasť pamäte. Preto šetrí pamäť a ponúka lepší výkon aplikácií
Rozdiel medzi multiprocesingom a multithreadingom
Tu sú dôležité rozdiely medzi multiprocesingom a multithreadingom.
| Parameter | Viacnásobné spracovanie | Viacvláknové spracovanie |
|---|---|---|
| Základné | Multiprocesing vám pomôže zvýšiť výpočtový výkon. | Multithreading vám pomáha vytvárať výpočtové vlákna jedného procesu na zvýšenie výpočtového výkonu. |
| Exekúcia | Umožňuje vám vykonávať viac procesov súčasne. | Súbežne sa vykonáva viac vlákien jedného procesu. |
| Prepínanie CPU | Pri multiprocesore musí procesor prepínať medzi viacerými programami, aby to vyzeralo, že beží viac programov súčasne. | V prípade multithreadingu musí CPU prepínať medzi viacerými vláknami, aby vyzeralo, že všetky vlákna bežia súčasne. |
| Tvorba | Vytváranie procesu je pomalé a špecifické pre dané zdroje. | Vytvorenie vlákna je ekonomické z hľadiska času a zdrojov. |
| Klasifikácia | Viacnásobné spracovanie môže byť symetrické alebo asymetrické. | Multithreading nie je klasifikovaný. |
| Pamäť | Multiprocesing alokuje samostatnú pamäť a zdroje pre každý proces alebo program. | Viacvláknové vlákna patriace k rovnakému procesu zdieľajú rovnakú pamäť a prostriedky ako proces. |
| Morenie predmetov | Multithreading sa vyhýba moreniu. | Multiprocesing sa spolieha na morenie objektov v pamäti, ktoré sa má odoslať do iných procesov. |
| Program | Viacprocesový systém umožňuje vykonávanie viacerých programov a úloh. | Systém viacerých vlákien vykonáva viac vlákien rovnakého alebo rôznych procesov. |
| Čas potrebný | Trvá menej času na spracovanie úlohy. | Mierne dlho trvá spracovanie úlohy. |
Výhoda viacerých procesov
Tu sú nevýhody / výhody multiprocesingu:
- Najväčšou výhodou multiprocesorového systému je, že vám pomôže dokončiť viac práce za kratšie obdobie.
- Kód je zvyčajne jednoduchý.
- Využíva výhody viacerých CPU a jadier
- Pomáha vám vyhnúť sa obmedzeniam GIL pre CPython
- Odstráňte synchronizačné primitívy, pokiaľ nepoužívate zdieľanú pamäť.
- Podradené procesy sú väčšinou prerušiteľné / zničiteľné
- Pomáha vám dosiahnuť prácu v kratšom období.
- Tieto typy systémov by sa mali používať, keď sa na spracovanie veľkého množstva údajov vyžaduje veľmi vysoká rýchlosť.
- Systémy s viacerými procesormi šetria peniaze v porovnaní so systémami s jedným procesorom, pretože procesory môžu zdieľať periférie a zdroje napájania.
Výhoda multithreadingu
Tu sú výhody a výhody multithreadingu:
- Vlákna zdieľajú rovnaký adresný priestor
- Nite sú ľahké a majú nízku pamäťovú stopu
- Cena komunikácie medzi vláknami je nízka.
- Prístup do stavu pamäte z iného kontextu je jednoduchší
- Umožňuje vám ľahko vytvárať responzívne používateľské rozhrania
- Ideálna voľba pre aplikácie viazané na I / O
- Prepínanie medzi dvoma vláknami v zdieľanej pamäti trvá kratšie a čas potrebný na ukončenie
- Vlákna sa spúšťajú rýchlejšie ako procesy a tiež rýchlejšie pri prepínaní úloh.
- Všetky vlákna zdieľajú spoločnú oblasť procesnej pamäte, čo je veľmi výhodné.
- Vytvorenie nového vlákna v existujúcom procese trvá menej času ako novému procesu
Nevýhoda multiprocesingu
Tu sú nevýhody / nevýhody pomocou operačného systému Multiprocessing
- IPC (medziprocesová komunikácia) je dosť komplikovaná a má vyššiu réžiu
- Má väčšiu pamäťovú stopu
Nevýhoda multithreadingu
Tu sú nevýhody / nevýhody používania viacvláknového systému:
- Systém viacerých vlákien nie je prerušiteľný / zničiteľný
- Ak nedodržíte model príkazového frontu a čerpadla správ, je potrebné manuálne použitie synchronizácie, ktoré sa stáva nevyhnutnosťou
- Kód je zvyčajne ťažšie pochopiteľný a zvyšuje sa dramaticky potenciál pre závodné podmienky