Cos'è il multiprocessing?
Un sistema multiprocessing ha più di due processori. Le CPU vengono aggiunte al sistema che aiuta ad aumentare la velocità di elaborazione del sistema. Ogni CPU ha il proprio set di registri e la memoria principale.
Tuttavia, poiché ogni CPU è separata, può accadere che una CPU non abbia nulla da elaborare. Un processore potrebbe rimanere inattivo e l'altro potrebbe essere sovraccarico di processi specifici. In tal caso, il processo e le risorse vengono condivisi dinamicamente tra i processori.
In questo tutorial imparerai:
- Cos'è il multiprocessing?
- Cos'è il multithreading?
- Caratteristiche del multiprocessing:
- Caratteristiche del multithreading
- Differenza tra multiprocessing e multithreading
- Vantaggio del multiprocessing
- Vantaggio del multithreading
- Svantaggio del multiprocessing
- Svantaggio del multithreading
Cos'è il multithreading?
Il multithreading è una tecnica di esecuzione del programma che consente a un singolo processo di avere più segmenti di codice (come i thread). Funziona anche contemporaneamente nel "contesto" di quel processo. Le applicazioni multithread sono applicazioni che hanno due o più thread che vengono eseguiti contemporaneamente. Pertanto, è anche noto come concorrenza.
DIFFERENZE chiave:
- Un sistema multiprocessing ha più di due processori mentre il multithreading è una tecnica di esecuzione del programma che consente a un singolo processo di avere più segmenti di codice
- Il multiprocessing migliora l'affidabilità del sistema mentre nel processo di multithreading, ogni thread viene eseguito parallelamente l'uno all'altro.
- Il multiprocessing ti aiuta ad aumentare la potenza di calcolo mentre il multithreading ti aiuta a creare thread di elaborazione di un singolo processo
- In Multiprocessing, la creazione di un processo, è lenta e specifica delle risorse mentre, in Multiprogramming, la creazione di un thread è economica in termini di tempo e risorse.
- Il multithreading evita il decapaggio, mentre il multiprocessing si basa sul decapaggio di oggetti in memoria per inviarli ad altri processi.
- Il sistema multiprocessing richiede meno tempo mentre per l'elaborazione del lavoro è necessaria una quantità di tempo moderata.
Caratteristiche del multiprocessing
Ecco le caratteristiche essenziali del multiprocessing:
- I multiprocessing sono classificati in base al modo in cui è organizzata la loro memoria.
- Il multiprocessing migliora l'affidabilità del sistema
- Il multiprocessing può migliorare le prestazioni scomponendo un programma in attività eseguibili parallele.
Caratteristiche del multithreading
Ecco alcuni aspetti importanti del multithreading:
- Nel processo di multithreading, ogni thread viene eseguito parallelamente l'uno all'altro.
- I thread non consentono di separare l'area di memoria. Pertanto consente di risparmiare memoria e offre una migliore prestazione dell'applicazione
Differenza tra multiprocessing e multithreading
Di seguito sono riportate importanti differenze tra multiprocessing e multithreading.
| Parametro | Multiprocessing | Multithreading |
|---|---|---|
| Di base | Il multiprocessing ti aiuta ad aumentare la potenza di calcolo. | Il multithreading ti aiuta a creare thread di elaborazione di un singolo processo per aumentare la potenza di calcolo. |
| Esecuzione | Ti consente di eseguire più processi contemporaneamente. | Più thread di un singolo processo vengono eseguiti contemporaneamente. |
| Commutazione della CPU | In Multiprocessing, la CPU deve passare da più programmi in modo che sembri che più programmi siano in esecuzione contemporaneamente. | Nel multithreading, la CPU deve passare tra più thread per far sembrare che tutti i thread siano in esecuzione contemporaneamente. |
| Creazione | La creazione di un processo è lenta e specifica per le risorse. | La creazione di un thread è economica in termini di tempo e risorse. |
| Classificazione | Il multiprocessing può essere simmetrico o asimmetrico. | Il multithreading non è classificato. |
| Memoria | Il multiprocessing alloca memoria e risorse separate per ogni processo o programma. | I thread multithread appartenenti allo stesso processo condividono la stessa memoria e le stesse risorse del processo. |
| Decapaggio di oggetti | Il multithreading evita il decapaggio. | Il multiprocessing si basa sul decapaggio di oggetti in memoria per inviarli ad altri processi. |
| Programma | Il sistema multiprocessing consente di eseguire più programmi e attività. | Il sistema multithreading esegue più thread di processi uguali o diversi. |
| Tempo impiegato | Viene impiegato meno tempo per l'elaborazione del lavoro. | Viene impiegata una moderata quantità di tempo per l'elaborazione del lavoro. |
Vantaggio del multiprocessing
Ecco i contro / pro del multiprocessing:
- Il più grande vantaggio di un sistema multiprocessore è che ti aiuta a svolgere più lavoro in un periodo più breve.
- Il codice è generalmente semplice.
- Sfrutta più CPU e core
- Ti aiuta a evitare le limitazioni GIL per CPython
- Rimuovere le primitive di sincronizzazione a meno che non si utilizzi la memoria condivisa.
- I processi figlio sono per lo più interrompibili / uccidibili
- Ti aiuta a portare a termine il lavoro in un periodo più breve.
- Questi tipi di sistemi dovrebbero essere utilizzati quando è richiesta una velocità molto elevata per elaborare un grande volume di dati.
- I sistemi multiprocessore consentono di risparmiare denaro rispetto ai sistemi a processore singolo poiché i processori possono condividere periferiche e alimentatori.
Vantaggio del multithreading
Ecco i vantaggi / vantaggi del multithreading:
- I thread condividono lo stesso spazio degli indirizzi
- I thread sono leggeri e hanno un basso ingombro di memoria
- Il costo della comunicazione tra i thread è basso.
- L'accesso allo stato della memoria da un altro contesto è più semplice
- Ti consente di creare facilmente interfacce utente reattive
- Un'opzione ideale per applicazioni associate a I / O
- Richiede meno tempo per passare da un thread all'altro nella memoria condivisa e tempo per terminare
- I thread sono più veloci da avviare rispetto ai processi e anche più veloci nel cambio di attività.
- Tutti i thread condividono un pool di memoria del processo che è molto vantaggioso.
- Richiede meno tempo per creare un nuovo thread nel processo esistente rispetto a un nuovo processo
Svantaggio del multiprocessing
Qui ci sono i contro / svantaggi usando il sistema operativo Multiprocessing
- IPC (Inter-Process Communication) è piuttosto complicato con più overhead
- Ha un ingombro di memoria maggiore
Svantaggio del multithreading
Ecco i contro / svantaggi dell'utilizzo del sistema multithreading:
- Il sistema multithreading non è interrompibile / uccidibile
- Se non si segue una coda di comando e un modello di message pump, è necessario utilizzare manualmente la sincronizzazione che diventa una necessità
- Il codice di solito è più difficile da capire e aumenta il potenziale per le condizioni di gara aumenta notevolmente