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多进程编程多线程编程

发布时间:2023-05-09 19:15:08

⑴ 什么是多线程,多进程

1、多线程:是指从软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术。具有多线程能力的计算机因有硬件支持而能够在同一时间执行多于一个线程,进而提升整体处理性能。具有这种能力的系统包括对称多处理机、多核心处理器以及芯片级多处理或同时多线程处理器。

在一个程序中,这些独立运行的程序片段谨销叫作“线程”,利用它编程的概念就叫作“多线程处理”。具有多线程能力的计算机因有硬件支持而能够在同一时间执行多于一个线程,进而提升整体处理性能。

2、多进程:Windows应用程序中消息有两种送出途径;直接和排队。Windows或某些运行的应用程序可直接发布消息给窗口过程,或者,消息可送到消息列象桐渣连续不断轮询消息队列的OS中当前执行的每个进程都事件驱动程序不是由事件的顺序来控制,而是由事件的发生来控,而事件的发生是随机的、不确定的,这就允许程序的用户用各种合理的顺序来安排程序的流程。

(1)多进程编程多线程编程扩展阅读:

多线程优点:

1、使用线程可以把占据时间长的程序中的任务放到后台去处理

2、用户界面可以更加吸引人,这样比如用户点击了一个按钮去触发某些事件的处理,可以弹出一个进度条来显示处理的进度

3、程序的运行速度可能加快

4、在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等,线程就比较祥轮游有用了。在这种情况下可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。

5、多线程技术在IOS软件开发中也有举足轻重的位置。

参考资料来源:

网络-多线程

网络-多进程

⑵ 多进程和多线程有什么区别

线程和进程都是现在电脑概念里比较时髦的用语,什么是多线程,什么是多进程?本文详细的给您介绍一下,希望能增进您对当代电脑技术的了解,有不到之处,还往高手予以更正。进程(英语:Process,中国大陆译作进程,台湾译作行程)是计算机中已运行程序的实体。进程本身不会运行,是线程的容器。程序本身只是指令的集合,进程才是程序(那些指令)的真正运行。若干进程有可能与同一个程序相关系,且每个进程皆可以同步(循序)或不同步(平行)的方式独立运行。进程为现今分时系统的基本运作单位
线程(英语:thread,台湾译为运行绪),操作系统技术中的术语,是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包涵在进程之中,一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务。在Unix
System
V及SunOS中也被称为轻量进程(lightweight
processes),但轻量进程更多指内核线程(kernel
thread),而把用户线程(user
thread)称为线程。
线程是独立调度和分派的基本单位。线程可以操作系统内核调度的内核线程,如Win32
线程;由用户进程自行调度的用户线程,如linux
Portable
Thread;
或者由内核与用户进程,如Windows
7的线程,进行混合调度。
同一进程中的多条线程将共享该进程中的全部系统资源,如虚拟地址空间,文件描述符和信号处理等等。但同一进程中的多个线程有各自的调用栈(call
stack),自己的寄存器环境(register
context),自己的线程本地存储(thread-local
storage)。
一个进程可以有很多线程,每条线程并行执行不同的任务。
在多核或多CPU,或支持Hyper-threading的CPU上使用多线程程序设计的好处是显而易见,即提高了程序的执行吞吐率。在单CPU单核的计算机上,使用多线程技术,也可以把进程中负责IO处理、人机交互而常备阻塞的部分与密集计算的部分分开来执行,编写专门的workhorse线程执行密集计算,从而提高了程序的执行效率
进程是资源分配的最小单位,线程是CPU调度的最小单位。线程和进程的区别在于,子进程和父进程有不同的代码和数据空间,而多个线程则共享数据空间,每个线程有自己的执行堆栈和程序计数器为其执行上下文.多线程主要是为了节约CPU时间,发挥利用,根据具体情况而定.
线程的运行中需要使用计算机的内存资源和CPU。
多进程:
进程是程序在计算机上的一次执行活动。当你运行一个程序,你就启动了一个进程。显然,程序是死的(静态的),进程是活的(动态的)。进程可以分为系统进程和用户进程。凡是用于完成操作系统的各种功能的进程就是系统进程,它们就是处于运行状态下的操作系统本身;所有由用户启动的进程都是用户进程。进程是操作系统进行资源分配的单位。
进程又被细化为线程,也就是一个进程下有多个能独立运行的更小的单位。在同一个时间里,同一个计算机系统中如果允许两个或两个以上的进程处于运行状态,这便是多任务。现代的操作系统几乎都是多任务操作系统,能够同时管理多个进程的运行。
多任务带来的好处是明显的,比如你可以边听mp3边上网,与此同时甚至可以将下载的文档打印出来,而这些任务之间丝毫不会相互干扰。那么这里就涉及到并行的问题,俗话说,一心不能二用,这对计算机也一样,原则上一个CPU只能分配给一个进程,以便运行这个进程。我们通常使用的计算机中只有一个CPU,也就是说只有一颗心,要让它一心多用,同时运行多个进程,就必须使用并发技术。实现并发技术相当复杂,最容易理解的是“时间片轮转进程调度算法”,它的思想简单介绍如下:在操作系统的管理下,所有正在运行的进程轮流使用CPU,每个进程允许占用CPU的时间非常短(比如10毫秒),这样用户根本感觉不出来
CPU是在轮流为多个进程服务,就好象所有的进程都在不间断地运行一样。但实际上在任何一个时间内有且仅有一个进程占有CPU。
如果一台计算机有多个CPU,情况就不同了,如果进程数小于CPU数,则不同的进程可以分配给不同的CPU来运行,这样,多个进程就是真正同时运行的,这便是并行。但如果进程数大于CPU数,则仍然需要使用并发技术。
进行CPU分配是以线程为单位的,一个进程可能由多个线程组成,这时情况更加复杂,但简单地说,有如下关系:
总线程数<=
CPU数量:并行运行
总线程数>
CPU数量:并发运行
并行运行的效率显然高于并发运行,所以在多CPU的计算机中,多任务的效率比较高。但是,如果在多CPU计算机中只运行一个进程(线程),就不能发挥多CPU的优势。
这里涉及到多任务操作系统的问题,多任务操作系统(如Windows)的基本原理是:操作系统将CPU的时间片分配给多个线程,每个线程在操作系统指定的时间片内完成(注意,这里的多个线程是分属于不同进程的).操作系统不断的从一个线程的执行切换到另一个线程的执行,如此往复,宏观上看来,就好像是多个线程在一起执行.由于这多个线程分属于不同的进程,因此在我们看来,就好像是多个进程在同时执行,这样就实现了多任务
多线程:在计算机编程中,一个基本的概念就是同时对多个任务加以控制。许多程序设计问题都要求程序能够停下手头的工作,改为处理其他一些问题,再返回主进程。可以通过多种途径达到这个目的。最开始的时候,那些掌握机器低级语言的程序员编写一些“中断服务例程”,主进程的暂停是通过硬件级的中断实现的。尽管这是一种有用的方法,但编出的程序很难移植,由此造成了另一类的代价高昂问题。中断对那些实时性很强的任务来说是很有必要的。但对于其他许多问题,只要求将问题划分进入独立运行的程序片断中,使整个程序能更迅速地响应用户的请求。
最开始,线程只是用于分配单个处理器的处理时间的一种工具。但假如操作系统本身支持多个处理器,那么每个线程都可分配给一个不同的处理器,真正进入“并行运算”状态。从程序设计语言的角度看,多线程操作最有价值的特性之一就是程序员不必关心到底使用了多少个处理器。程序在逻辑意义上被分割为数个线程;假如机器本身安装了多个处理器,那么程序会运行得更快,毋需作出任何特殊的调校。根据前面的论述,大家可能感觉线程处理非常简单。但必须注意一个问题:共享资源!如果有多个线程同时运行,而且它们试图访问相同的资源,就会遇到一个问题。举个例子来说,两个线程不能将信息同时发送给一台打印机。为解决这个问题,对那些可共享的资源来说(比如打印机),它们在使用期间必须进入锁定状态。所以一个线程可将资源锁定,在完成了它的任务后,再解开(释放)这个锁,使其他线程可以接着使用同样的资源。
多线程是为了同步完成多项任务,不是为了提高运行效率,而是为了提高资源使用效率来提高系统的效率。线程是在同一时间需要完成多项任务的时候实现的。
一个采用了多线程技术的应用程序可以更好地利用系统资源。其主要优势在于充分利用了CPU的空闲时间片,可以用尽可能少的时间来对用户的要求做出响应,使得进程的整体运行效率得到较大提高,同时增强了应用程序的灵活性。更为重要的是,由于同一进程的所有线程是共享同一内存,所以不需要特殊的数据传送机制,不需要建立共享存储区或共享文件,从而使得不同任务之间的协调操作与运行、数据的交互、资源的分配等问题更加易于解决。
进程间通信(IPC,Inter-Process
Communication),指至少两个进程或线程间传送数据或信号的一些技术或方法。进程是计算机系统分配资源的最小单位。每个进程都有自己的一部分独立的系统资源,彼此是隔离的。为了能使不同的进程互相访问资源并进行协调工作,才有了进程间通信。这些进程可以运行在同一计算机上或网络连接的不同计算机上。
进程间通信技术包括消息传递、同步、共享内存和远程过程调用。

⑶ 多进程编程 相对于 多线程编程的优势在哪 谁能给解释一下, 谢谢了

1. 多进程的优势在于任务的独立性,比如某个任务单独作为一个进程的话,崩溃只影响自己的服务,其他任务不受影响.如果是多个任务在同一个进程内部利用多个线程进行处理,某个线程发生了未处理的异常的话,会导致整个进程完蛋,所有的任务跟着遭殃.
2. 从资源悉如世分配上来说,多进程方案比多线程方案更加灵活和自由.
3. 不过任务间的通睁肢信方面多进程要比多线程复杂些,编一个好的多进程通信方案要比多线程橡型间的通信方案困难多了.
-------------------------
以web server为例的话,比如我的服务器上架设了三个网站,如果是用一个进程管理的话, 网站A遭受攻击死掉了,意味着另外两个网站会出现同样的现象. 如果是分开独立的进程的话,三个网站互不影响.

⑷ 开发中为何要用多线程

绝大多数程序都是单线程程序,如果程序中有多个任务,比如读写文件、更新用户界面、网络连接、打印文档等操作,比如按照先后次序,先完成前面的任务才能执行后面的任务。如果某个任务持续的时间较长,比如读写一个大文件,那么用户界面也无法及时更新,这样看起来程序像死掉一样,用户体验很不好。怎么解决这个问题呢?人们提出了多线程编程技术。在采用多线程编程技术的程序中,多个胡埋任务由不同的线程去执行,不同线程各自占用一段CPU时间,即使线程任务还没有完成,也会让出CPU时间给其他线程有机会去执行。这样在用户角度看起来,好像是几个任务同时进行的,至少界面上能得到及时更新了,大大改善了用户对软件的体中做嫌验,提高了软件的友好度。根据进程与线程的支持情况,可以把操作卖手系统大致分为如下几类:


(1)单进程、单线程,MS-DOS大致是这种操作系统。

(2)多进程、单线程,多数UNIX(及类UNIX的Linux)是这种操作系统。

(3)多进程、多线程,Win32(Windows NT/2000/XP/7/8/10等)、Solaris 2.x和OS/2都是这种操作系统。

(4)单进程、多线程,VxWorks是这种操作系统。

⑸ linux用户空间 - 多进程编程(三)

管道用于有学园关系的进程之间。

管道的pipe 系统调用实际上就是创建出来两个文件描述符。
当父进P1程创建出 fd[2] 时,子进程P2 会继承父进程的所有,所以也会得到pipe 的 2个 文件描述符。
所以毫无瓜葛的两个进程,一定不会访问到彼此的pipe。无法用管道进行通信。
管道一般是单工的。f[0]读,f[1]写

管道也可以适用于 兄弟进程(只要有血缘即可)。由于管道是单工的,当两个进程之间需要双向通信,则需要两跟管道。

执行

ctrl-c(2号信号) + SIGUSR1 信号 绑了一个新函数。则 ctrl-c 无效。
查看进程的信号

号信号被捕获。

将2号信号忽略掉

9号信号 kill 和19号信号 stop 不能乱搞,只能用缺省。
其它信号甚至段信号也都可以捕获。

改变程序的执行现场,修改PC指针,有些像goto,只不过返回非0值

运行结果
making segment fault
after segment fault

程序不会死。
如果不忽略 page fault
则会产生 core mp.

不停的给data 赋值,同时每隔1s会有信号进来,打印 data的值。

理论上打印出来的结果同时为0,同时为1
但并非如此,是 0,1,交替随机的。

signal 异步的,随时都可以进来,所以打印出来的结果,并不是我想要的。

信号对于应用程序来说,很像中断对于内核,都是访问临界区数据

信号被屏蔽,延后执行。
写多线程的程序时,不要以为只有线程之间有竞争,其实信号也会有竞争

system v 的IPC 年代有些久远。

有血缘关系的进程 key_t 都是相同的。

Key 是私有key IPV PRIVATE

可能用消息队列,可能用共享内存,可能用信号量进行通讯。
利用 _pathname 路径,约定好一条路径。和tcp/ip地址很像,来生成一个key_t key, 用msg_get shm_get 得到共享内存or 信号量。
int id 可以理解为文件描述符 fd。
其中Sys V 的共享内存 最为常用。

一定要检查路径,如果仅仅有2个进程,你没有创建路径,两者都是 -1(相当于大家约定好了),那当然能通信拉。但更多的进程出现,则会有问题。

一定要检查返回值

依然依靠key,但是api 实在是太挫了。P&V 操作都是 semop. (posix 的 ipc跟为简洁)

POSIX 共享内存当然也需要一个名字,但并不是路径。
无论读进程还是写进程,都需要传入相同的名字。
如果是unbuntu 会在以下路径生成文件

其实 2和3 是1 的符号链接。 只要保证是一个就能互相通信

关键点,mmap 内存的属性修改为 private 后,产生写时,虚拟地址一样,但是物理地址已经不同了

当然 如果子进程修改了程序背景,执行了 exec,那么完全不一样了,直接修改了内存逻辑。

python多进程和多线程的区别

进程是程序(软件,应用)的一个执行实例,每个运行中的程序,可以同时创建多个进程,但至少要有一个。每个进程都提供执行程序所需的所有资源,都有一个虚拟的地址空间、可执行的代码、操作系统的接口、安全的上下文(记录启动该进程的用户和权限等等)、唯一的进程ID、环境变量、优先级类、最小和最大的工作空间(内存空间)。进程可以包含线程,并且每个进程必须有至少一个线程。每个进程启动时都会最先产生一个线程,即主线程,然后主线程会再创建其他的子线程。

线程,有时被称为轻量级进程(Lightweight Process,LWP),是程序执行流的最小单元。一个标准的线程由线程ID,当前指令指针(PC),寄存器集合和堆栈组成。另外,线程是进程中的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单位,线程自己不独立拥有系统资源,但它可与同属一个进程的其它线程共享该进程所拥有的全部资源。每一个应用程序都至少有一个进程和一个线程。在单个程序中同时运行多个线程完成不同的被划分成一块一块的工作,称为多线程。

举个例子,某公司要生产一种产品,于是在生产基地建设了很多厂房,每个厂房内又有多条流水生产线。所有厂房配合将整个产品生产出来,单个厂房内的流水线负责生产所属厂房的产品部件,每个厂房都拥有自己的材料库,厂房内的生产线共享这些材料。公司要实现生产必须拥有至少一个厂房一条生产线。换成计算机的概念,那么这家公司就是应用程序,厂房就是应用程序的进程,生产线就是某个进程的一个线程。

线程的特点:

线程是一个execution context(执行上下文),即一个cpu执行时所需要的一串指令。假设你正在读一本书,没有读完,你想休息一下,但是你想在回来时继续先前的进度。有一个方法就是记下页数、行数与字数这三个数值,这些数值就是execution context。如果你的室友在你休息的时候,使用相同的方法读这本书。你和她只需要这三个数字记下来就可以在交替的时间共同阅读这本书了。

线程的工作方式与此类似。CPU会给你一个在同一时间能够做多个运算的幻觉,实际上它在每个运算上只花了极少的时间,本质上CPU同一时刻只能干一件事,所谓的多线程和并发处理只是假象。CPU能这样做是因为它有每个任务的execution context,就像你能够和你朋友共享同一本书一样。

进程与线程区别:

由于现代cpu已经进入多核时代,并且主频也相对以往大幅提升,多线程和多进程编程已经成为主流。Python全面支持多线程和多进程编程,同时还支持协程。

⑺ linux操作系统多进程和多线程的区别

用ps -eLf 在linux下查看,每一行是一个进程,NLWP列代表这个进程里面有多少个线程

LWP是轻量级进程的意思

⑻ linux下多进程或者多线程编程的问题。新手,望指教!

你好,多进程或多线程,都不会阻塞当前语句代码。为了您的理解,我就大胆举下面两个例子:
多进程:你可以看成是本来是一条路的,现在从中间拆成两条,然后每一条路都有属于自己这条路的代码在运行。
多线程:你可以看成是一条路,然后分出车道,比如左车道和右车道甚至是停车道,然后每条车道都单独通车,其他车道的不能对这条车道进行干扰。

所以,把一条路从中间拆成两条,成本是很高的。但是把一条路分车道,成本就不是很高了。
对于您提出的main函数的疑问,当main函数最后执行完毕,程序退出后,所有的进程包括线程,都会被关闭的,哪怕你的程序中没有关闭,操作系统也会帮你关闭的,现在的操作系统都非常的完善了。当然,也存在有线程或进程不被释放的特殊情况,最好在编程中要记得释放。

⑼ python 多线程和多进程的区别 mutiprocessing theading

在socketserver服务端代码中有这么一句:

server = socketserver.ThreadingTCPServer((ip,port), MyServer)

ThreadingTCPServer这个类是一个支持多线程和TCP协议的socketserver,它的继承关系是这样的:

class ThreadingTCPServer(ThreadingMixIn, TCPServer): pass

右边的TCPServer实际上是主要的功能父类,而左边的ThreadingMixIn则是实现了多线程的类,ThreadingTCPServer自己本身则没有任何代码。

MixIn在Python的类命名中很常见,称作“混入”,戏称“乱入”,通常为了某种重要功能被子类继承。

我们看看一下ThreadingMixIn的源代码:

class ThreadingMixIn:

daemon_threads = False

def process_request_thread(self, request, client_address):
try:
self.finish_request(request, client_address)
self.shutdown_request(request)
except:
self.handle_error(request, client_address)
self.shutdown_request(request)

def process_request(self, request, client_address):

t = threading.Thread(target = self.process_request_thread,
args = (request, client_address))
t.daemon = self.daemon_threads
t.start()

在ThreadingMixIn类中,其实就定义了一个属性,两个方法。其中的process_request()方法实际调用的正是Python内置的多线程模块threading。这个模块是Python中所有多线程的基础,socketserver本质上也是利用了这个模块。

socketserver通过threading模块,实现了多线程任务处理能力,可以同时为多个客户提供服务。

那么,什么是线程,什么是进程?

进程是程序(软件,应用)的一个执行实例,每个运行中的程序,可以同时创建多个进程,但至少要有一个。每个进程都提供执行程序所需的所有资源,都有一个虚拟的地址空间、可执行的代码、操作系统的接口、安全的上下文(记录启动该进程的用户和权限等等)、唯一的进程ID、环境变量、优先级类、最小和最大的工作空间(内存空间)。进程可以包含线程,并且每个进程必须有至少一个线程。每个进程启动时都会最先产生一个线程,即主线程,然后主线程会再创建其他的子线程。

线程,有时被称为轻量级进程(Lightweight Process,LWP),是程序执行流的最小单元。一个标准的线程由线程ID,当前指令指针(PC),寄存器集合和堆栈组成。另外,线程是进程中的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单位,线程自己不独立拥有系统资源,但它可与同属一个进程的其它线程共享该进程所拥有的全部资源。每一个应用程序都至少有一个进程和一个线程。在单个程序中同时运行多个线程完成不同的被划分成一块一块的工作,称为多线程。

举个例子,某公司要生产一种产品,于是在生产基地建设了很多厂房,每个厂房内又有多条流水生产线。所有厂房配合将整个产品生产出来,单个厂房内的流水线负责生产所属厂房的产品部件,每个厂房都拥有自己的材料库,厂房内的生产线共享这些材料。公司要实现生产必须拥有至少一个厂房一条生产线。换成计算机的概念,那么这家公司就是应用程序,厂房就是应用程序的进程,生产线就是某个进程的一个线程。

线程的特点:

线程是一个execution context(执行上下文),即一个cpu执行时所需要的一串指令。假设你正在读一本书,没有读完,你想休息一下,但是你想在回来时继续先前的进度。有一个方法就是记下页数、行数与字数这三个数值,这些数值就是execution context。如果你的室友在你休息的时候,使用相同的方法读这本书。你和她只需要这三个数字记下来就可以在交替的时间共同阅读这本书了。

线程的工作方式与此类似。CPU会给你一个在同一时间能够做多个运算的幻觉,实际上它在每个运算上只花了极少的时间,本质上CPU同一时刻只能干一件事,所谓的多线程和并发处理只是假象。CPU能这样做是因为它有每个任务的execution context,就像你能够和你朋友共享同一本书一样。

进程与线程区别:

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