python中的线程和进程（java线程和python线程）

本文目录一览：

• 1、python中多进程和多线程的区别
• 2、Python中进程与线程的区别是什么
• 3、小白都看懂了，Python 中的线程和进程精讲，建议收藏

python中多进程和多线程的区别

什么是线程、进程?

进程(process)与线程(thread)是操作系统的基本概念，它们比较抽象，不容易掌握。

关于这两者，最经典的一句话就是“进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位”，线程是程序中一个单一的顺序控制流程，进程内一个相对独立的、可调度的执行单元，是系统独立调度和分配CPU的基本单位指运行中的程序的调度单位，在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作，称为多线程。

进程与线程的区别是什么?

进程是资源分配的基本单位，所有与该进程有关的资源，都被记录在进程控制块PCB中，以表示该进程拥有这些资源或正在使用它们，另外，进程也是抢占处理机的调度单位，它拥有一个完整的虚拟地址空间，当进程发生调度时，不同的进程拥有不同的虚拟地址空间，而同一进程内的不同线程共享同一地址空间。

与进程相对应的，线程与资源分配无关，它属于某一个进程，并与进程内的其他线程一起共享进程的资源，线程只由相关堆栈(系统栈或用户栈)寄存器和线程控制表TCB组成，寄存器可被用来存储线程内的局部变量，但不能存储其他线程的相关变量。

通常在一个进程中可以包含若干个线程，它们可以利用进程所拥有的资源，在引入线程的操作系统中，通常都是把进程作为分配资源的基本单位，而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位。

由于线程比进程更小，基本上不拥有系统资源，所以对它的调度所付出的开销就会小得多，能更高效的提高系统内多个程序间并发执行的程度，从而显著提高系统资源的利用率和吞吐量。

因而近年来推出的通用操作系统都引入了线程，以便进一步提高系统的并发性，并把它视为现代操作系统的一个重要指标。

Python中进程与线程的区别是什么

Num01–线程

线程是操作系统中能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。

一个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条线程，每条线程并行执行不同的任务。

Num02–进程

进程就是一个程序在一个数据集上的一次动态执行过程。

进程有以下三部分组成：

1，程序：我们编写的程序用来描述进程要完成哪些功能以及如何完成。

2，数据集：数据集则是程序在执行过程中需要的资源，比如图片、音视频、文件等。

3，进程控制块：进程控制块是用来记录进程的外部特征，描述进程的执行变化过程，系统可以用它来控制和管理进程，它是系统感知进程存在的唯一标记。

Num03–进程和线程的区别：

1、运行方式不同：

进程不能单独执行，它只是资源的集合。

进程要操作CPU，必须要先创建一个线程。

所有在同一个进程里的线程，是同享同一块进程所占的内存空间。

2，关系

进程中第一个线程是主线程，主线程可以创建其他线程；其他线程也可以创建线程；线程之间是平等的。

进程有父进程和子进程，独立的内存空间，唯一的标识符：pid。

3，速度

启动线程比启动进程快。

运行线程和运行进程速度上是一样的，没有可比性。

线程共享内存空间，进程的内存是独立的。

4，创建

父进程生成子进程，相当于复制一份内存空间，进程之间不能直接访问

创建新线程很简单，创建新进程需要对父进程进行一次复制。

一个线程可以控制和操作同级线程里的其他线程，但是进程只能操作子进程。

5，交互

同一个进程里的线程之间可以直接访问。

两个进程想通信必须通过一个中间代理来实现。

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Num04–几个常见的概念

1，什么的并发和并行？

并发：微观上CPU轮流执行，宏观上用户看到同时执行。因为cpu切换任务非常快。

并行：是指系统真正具有同时处理多个任务（动作）的能力。

2，同步、异步和轮询的区别？

同步任务：B一直等着A，等A完成之后，B再执行任务。(打电话案例)

轮询任务：B没有一直等待A，B过一会来问一下A，过一会问下A

异步任务：B不需要一直等着A, B先做其他事情，等A完成后A通知B。（发短信案例）

Num05–进程和线程的优缺点比较

首先，要实现多任务，通常我们会设计Master-Worker模式，Master负责分配任务，Worker负责执行任务，因此，多任务环境下，通常是一个Master，多个Worker。

如果用多进程实现Master-Worker，主进程就是Master，其他进程就是Worker。

如果用多线程实现Master-Worker，主线程就是Master，其他线程就是Worker。

多进程模式最大的优点就是稳定性高，因为一个子进程崩溃了，不会影响主进程和其他子进程。（当然主进程挂了所有进程就全挂了，但是Master进程只负责分配任务，挂掉的概率低）著名的Apache最早就是采用多进程模式。

多进程模式的缺点是创建进程的代价大，在Unix/Linux系统下，用fork调用还行，在Windows下创建进程开销巨大。另外，操作系统能同时运行的进程数也是有限的，在内存和CPU的限制下，如果有几千个进程同时运行，操作系统连调度都会成问题。

多线程模式通常比多进程快一点，但是也快不到哪去，而且，多线程模式致命的缺点就是任何一个线程挂掉都可能直接造成整个进程崩溃，因为所有线程共享进程的内存。在Windows上，如果一个线程执行的代码出了问题，你经常可以看到这样的提示：“该程序执行了非法操作，即将关闭”，其实往往是某个线程出了问题，但是操作系统会强制结束整个进程。

在Windows下，多线程的效率比多进程要高，所以微软的IIS服务器默认采用多线程模式。由于多线程存在稳定性的问题，IIS的稳定性就不如Apache。为了缓解这个问题，IIS和Apache现在又有多进程+多线程的混合模式，真是把问题越搞越复杂。

Num06–计算密集型任务和IO密集型任务

是否采用多任务的第二个考虑是任务的类型。我们可以把任务分为计算密集型和IO密集型。

第一种：计算密集型任务的特点是要进行大量的计算，消耗CPU资源，比如计算圆周率、对视频进行高清解码等等，全靠CPU的运算能力。这种计算密集型任务虽然也可以用多任务完成，但是任务越多，花在任务切换的时间就越多，CPU执行任务的效率就越低，所以，要最高效地利用CPU，计算密集型任务同时进行的数量应当等于CPU的核心数。

计算密集型任务由于主要消耗CPU资源，因此，代码运行效率至关重要。Python这样的脚本语言运行效率很低，完全不适合计算密集型任务。对于计算密集型任务，最好用C语言编写。

第二种：任务的类型是IO密集型，涉及到网络、磁盘IO的任务都是IO密集型任务，这类任务的特点是CPU消耗很少，任务的大部分时间都在等待IO操作完成（因为IO的速度远远低于CPU和内存的速度）。对于IO密集型任务，任务越多，CPU效率越高，但也有一个限度。常见的大部分任务都是IO密集型任务，比如Web应用。

IO密集型任务执行期间，99%的时间都花在IO上，花在CPU上的时间很少，因此，用运行速度极快的C语言替换用Python这样运行速度极低的脚本语言，完全无法提升运行效率。对于IO密集型任务，最合适的语言就是开发效率最高（代码量最少）的语言，脚本语言是首选，C语言最差。

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众所周知，CPU是计算机的核心，它承担了所有的计算任务。而操作系统是计算机的管理者，是一个大管家，它负责任务的调度，资源的分配和管理，统领整个计算机硬件。应用程序是具有某种功能的程序，程序运行与操作系统之上

在很早的时候计算机并没有线程这个概念，但是随着时代的发展，只用进程来处理程序出现很多的不足。如当一个进程堵塞时，整个程序会停止在堵塞处，并且如果频繁的切换进程，会浪费系统资源。所以线程出现了

线程是能拥有资源和独立运行的最小单位，也是程序执行的最小单位。一个进程可以拥有多个线程，而且属于同一个进程的多个线程间会共享该进行的资源

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进程时一个具有一定功能的程序在一个数据集上的一次动态执行过程。进程由程序，数据集合和进程控制块三部分组成。程序用于描述进程要完成的功能，是控制进程执行的指令集；数据集合是程序在执行时需要的数据和工作区；程序控制块（PCB）包含程序的描述信息和控制信息，是进程存在的唯一标志

在Python中，通过两个标准库 thread 和 Threading 提供对线程的支持, threading 对 thread 进行了封装。 threading 模块中提供了 Thread , Lock , RLOCK , Condition 等组件

在Python中线程和进程的使用就是通过 Thread 这个类。这个类在我们的 thread 和 threading 模块中。我们一般通过 threading 导入

默认情况下，只要在解释器中，如果没有报错，则说明线程可用

守护模式：

现在我们程序代码中，有多个线程， 并且在这个几个线程中都会去 操作同一部分内容，那么如何实现这些数据的共享呢？

这时，可以使用 threading库里面的锁对象 Lock 去保护

Lock 对象的acquire方法 是申请锁

每个线程在操作共享数据对象之前，都应该申请获取操作权，也就是调用该共享数据对象对应的锁对象的acquire方法，如果线程A 执行了 acquire() 方法，别的线程B 已经申请到了这个锁， 并且还没有释放，那么 线程A的代码就在此处 等待 线程B 释放锁，不去执行后面的代码。

直到线程B 执行了锁的 release 方法释放了这个锁， 线程A 才可以获取这个锁，就可以执行下面的代码了

如：

到在使用多线程时，如果数据出现和自己预期不符的问题，就可以考虑是否是共享的数据被调用覆盖的问题

使用 threading 库里面的锁对象 Lock 去保护

Python中的多进程是通过multiprocessing包来实现的，和多线程的threading.Thread差不多，它可以利用multiprocessing.Process对象来创建一个进程对象。这个进程对象的方法和线程对象的方法差不多也有start(), run(), join()等方法，其中有一个方法不同Thread线程对象中的守护线程方法是setDeamon，而Process进程对象的守护进程是通过设置daemon属性来完成的

守护模式：

其使用方法和线程的那个 Lock 使用方法类似

Manager的作用是提供多进程共享的全局变量，Manager()方法会返回一个对象，该对象控制着一个服务进程，该进程中保存的对象运行其他进程使用代理进行操作

语法：

线程池的基类是 concurrent.futures 模块中的 Executor ， Executor 提供了两个子类，即 ThreadPoolExecutor 和 ProcessPoolExecutor ，其中 ThreadPoolExecutor 用于创建线程池，而 ProcessPoolExecutor 用于创建进程池

如果使用线程池/进程池来管理并发编程，那么只要将相应的 task 函数提交给线程池/进程池，剩下的事情就由线程池/进程池来搞定

Exectuor 提供了如下常用方法：

程序将 task 函数提交（submit）给线程池后，submit 方法会返回一个 Future 对象，Future 类主要用于获取线程任务函数的返回值。由于线程任务会在新线程中以异步方式执行，因此，线程执行的函数相当于一个“将来完成”的任务，所以 Python 使用 Future 来代表

Future 提供了如下方法：

使用线程池来执行线程任务的步骤如下：

最佳线程数目 = （（线程等待时间+线程CPU时间）/线程CPU时间 ）* CPU数目

也可以低于 CPU 核心数

使用线程池来执行线程任务的步骤如下：

关于进程的开启代码一定要放在 if __name__ == ‘__main__’: 代码之下，不能放到函数中或其他地方

开启进程的技巧

开启进程的数量最好低于最大 CPU 核心数