Co je to multiprocesing?
Systém s více procesy má více než dva procesory. CPU jsou přidány do systému, což pomáhá zvýšit výpočetní rychlost systému. Každý procesor má svou vlastní sadu registrů a hlavní paměť.
Protože však každý procesor je samostatný, může se stát, že jeden procesor nemusí mít co zpracovat. Jeden procesor může nečinně sedět a druhý může být přetížen konkrétními procesy. V takovém případě jsou proces a prostředky dynamicky sdíleny mezi procesory.
V tomto výukovém programu se naučíte:
- Co je to multiprocesing?
- Co je to multithreading?
- Vlastnosti multiprocesingu:
- Charakteristika multithreadingu
- Rozdíl mezi multiprocesingem a multithreadingem
- Výhoda vícenásobného zpracování
- Výhoda multithreadingu
- Nevýhoda multiprocesingu
- Nevýhoda multithreadingu
Co je to multithreading?
Multithreading je technika provádění programu, která umožňuje jednomu procesu mít více segmentů kódu (jako vlákna). Rovněž běží souběžně v „kontextu“ tohoto procesu. Vícevláknové aplikace jsou aplikace, které mají dvě nebo více podprocesů, které běží současně. Proto se také označuje jako souběžnost.
Klíčové ROZDÍLY:
- Systém s více procesy má více než dva procesory, zatímco Multithreading je technika provádění programu, která umožňuje jednomu procesu mít více segmentů kódu
- Multiprocesing zlepšuje spolehlivost systému, zatímco v procesu multithreadingu běží každé vlákno navzájem paralelně.
- Multiprocesing vám pomůže zvýšit výpočetní výkon, zatímco multithreading vám pomůže vytvořit výpočetní vlákna jednoho procesu
- V multiprocesu je tvorba procesu pomalá a specifická pro daný zdroj, zatímco v multiprogramování je tvorba vlákna ekonomická z hlediska času a zdrojů.
- Multithreading se vyhýbá moření, zatímco Multiprocessing se spoléhá na moření objektů v paměti, které se odesílá do jiných procesů.
- Systém s více procesy trvá kratší dobu, zatímco zpracování úlohy zabere méně času.
Charakteristika multiprocesingu
Zde jsou základní funkce multiprocesingu:
- Multiprocesing je klasifikován podle způsobu organizace jejich paměti.
- Multiprocesing zvyšuje spolehlivost systému
- Multiprocesing může zlepšit výkon rozložením programu na paralelní spustitelné úlohy.
Charakteristika multithreadingu
Zde jsou důležité aspekty multithreadingu:
- V procesu multithreadingu běží každé vlákno navzájem paralelně.
- Vlákna vám neumožňují oddělit oblast paměti. Proto šetří paměť a nabízí lepší výkon aplikace
Rozdíl mezi multiprocesingem a multithreadingem
Zde jsou důležité rozdíly mezi multiprocesem a multithreadingem.
| Parametr | Multiprocesing | Multithreading |
|---|---|---|
| Základní | Multiprocesing vám pomůže zvýšit výpočetní výkon. | Vícevláknový proces vám pomůže vytvořit výpočetní vlákna jednoho procesu a zvýšit tak výpočetní výkon. |
| Provedení | Umožňuje vám provádět více procesů současně. | Souběžně se provádí více podprocesů jednoho procesu. |
| Přepínání CPU | V multiprocesoru musí CPU přepínat mezi více programy, aby to vypadalo, že běží více programů současně. | V multithreadingu musí CPU přepínat mezi více vlákny, aby se zdálo, že všechna vlákna běží současně. |
| Stvoření | Vytvoření procesu je pomalé a specifické pro daný zdroj. | Vytvoření vlákna je ekonomické z hlediska času a zdrojů. |
| Klasifikace | Multiprocesing může být symetrický nebo asymetrický. | Vícevláknové zpracování není klasifikováno. |
| Paměť | Multiprocesing přiděluje samostatnou paměť a zdroje pro každý proces nebo program. | Vlákna s více vlákny patřící ke stejnému procesu sdílejí stejnou paměť a prostředky jako proces. |
| Moření předmětů | Vícevlákno se vyhýbá moření. | Multiprocesing se spoléhá na moření objektů v paměti, které se odesílá do jiných procesů. |
| Program | Systém s více procesy umožňuje provádění více programů a úkolů. | Systém s více vlákny provádí více vláken stejných nebo různých procesů. |
| Čas potřebný | Zpracování úlohy zabere méně času. | Zpracování úlohy trvá průměrnou dobu. |
Výhoda vícenásobného zpracování
Zde jsou nevýhody / výhody multiprocesingu:
- Největší výhodou víceprocesorového systému je, že vám pomůže zvládnout více práce za kratší dobu.
- Kód je obvykle přímočarý.
- Využívá výhody více CPU a jader
- Pomůže vám vyhnout se omezením GIL pro CPython
- Odeberte synchronizační primitiva, pokud nepoužíváte sdílenou paměť.
- Podřízené procesy jsou většinou přerušitelné / zničitelné
- Pomůže vám to dokončit práci za kratší dobu.
- Tyto typy systémů by měly být použity, pokud je pro zpracování velkého objemu dat vyžadována velmi vysoká rychlost.
- Systémy s více procesory šetří peníze ve srovnání s systémy s jedním procesorem, protože procesory mohou sdílet periferní zařízení a napájecí zdroje.
Výhoda multithreadingu
Zde jsou výhody / výhody multithreadingu:
- Vlákna sdílejí stejný adresní prostor
- Vlákna jsou lehká a mají nízkou paměťovou stopu
- Cena komunikace mezi vlákny je nízká.
- Přístup do stavu paměti z jiného kontextu je snazší
- Umožňuje vám snadno vytvářet responzivní uživatelská rozhraní
- Ideální volba pro aplikace vázané na I / O
- Přepínání mezi dvěma podprocesy ve sdílené paměti a čas na ukončení zabere méně času
- Vlákna se spouštějí rychleji než procesy a také rychleji při přepínání úloh.
- Všechna vlákna sdílejí společnou paměť procesní paměti, což je velmi výhodné.
- Vytvoření nového vlákna ve stávajícím procesu zabere méně času než nový proces
Nevýhoda multiprocesingu
Zde jsou nevýhody / nevýhody pomocí víceprocesního operačního systému
- IPC (meziprocesová komunikace) je docela komplikovaná a má větší režii
- Má větší paměťovou stopu
Nevýhoda multithreadingu
Zde jsou nevýhody / nevýhody používání vícevláknového systému:
- Systém s více vlákny není přerušitelný / zničitelný
- Pokud nedodržíte model příkazové fronty a zprávy, pak je nutné ruční použití synchronizace, které se stává nezbytností
- Kód je obvykle těžší pochopit a dramaticky se zvyšuje potenciál pro závodní podmínky