Wat is multiprocessing?
Een multiprocessing-systeem heeft meer dan twee processors. De CPU's worden aan het systeem toegevoegd om de rekensnelheid van het systeem te verhogen. Elke CPU heeft zijn eigen set registers en hoofdgeheugen.
Omdat elke CPU echter afzonderlijk is, kan het gebeuren dat één CPU niets te verwerken heeft. De ene processor kan inactief zijn en de andere kan worden overbelast door de specifieke processen. In dat geval worden het proces en de bronnen dynamisch gedeeld tussen de processors.
In deze tutorial leer je:
- Wat is multiprocessing?
- Wat is multithreading?
- Kenmerken van Multiprocessing:
- Kenmerken van multithreading
- Verschil tussen multiprocessing en multithreading
- Voordeel van multiprocessing
- Voordeel van multithreading
- Nadeel van multiprocessing
- Nadeel van multithreading
Wat is multithreading?
Multithreading is een techniek voor het uitvoeren van programma's waarmee een enkel proces meerdere codesegmenten (zoals threads) kan hebben. Het werkt ook gelijktijdig binnen de "context" van dat proces. Multi-threaded applicaties zijn applicaties die twee of meer threads hebben die gelijktijdig worden uitgevoerd. Daarom wordt het ook wel concurrency genoemd.
Belangrijkste verschillen:
- Een multiprocessing-systeem heeft meer dan twee processors, terwijl Multithreading een programma-uitvoeringstechniek is waarmee een enkel proces meerdere codesegmenten kan hebben
- Multiprocessing verbetert de betrouwbaarheid van het systeem, terwijl in het multithreading-proces elke thread parallel aan elkaar loopt.
- Multiprocessing helpt u om de rekenkracht te vergroten, terwijl multithreading u helpt om computerthreads van een enkel proces te maken
- Bij Multiprocessing is het creëren van een proces traag en resource-specifiek, terwijl bij Multiprogramming het creëren van een thread economisch is in tijd en middelen.
- Multithreading vermijdt beitsen, terwijl Multiprocessing vertrouwt op beitsen van objecten in het geheugen om naar andere processen te sturen.
- Multiprocessing-systeem kost minder tijd, terwijl voor taakverwerking een bescheiden hoeveelheid tijd nodig is.
Kenmerken van multiprocessing
Hier zijn de essentiële kenmerken van Multiprocessing:
- Multiprocessing wordt geclassificeerd op basis van de manier waarop hun geheugen is georganiseerd.
- Multiprocessing verbetert de betrouwbaarheid van het systeem
- Multiprocessing kan de prestaties verbeteren door een programma op te splitsen in parallelle uitvoerbare taken.
Kenmerken van multithreading
Hier zijn belangrijke aspecten van multithreading:
- In het multithreading-proces loopt elke thread parallel aan elkaar.
- Met draden kunt u het geheugengebied niet scheiden. Daarom bespaart het geheugen en biedt het betere applicatieprestaties
Verschil tussen multiprocessing en multithreading
Hier zijn belangrijke verschillen tussen Multiprocessing en multithreading.
| Parameter | Multiprocessing | Multithreading |
|---|---|---|
| Basic | Multiprocessing helpt u de rekenkracht te vergroten. | Met multithreading kunt u computing-threads van een enkel proces maken om de rekenkracht te vergroten. |
| Uitvoering | Hiermee kunt u meerdere processen tegelijkertijd uitvoeren. | Meerdere threads van een enkel proces worden gelijktijdig uitgevoerd. |
| CPU-omschakeling | Bij Multiprocessing moet de CPU schakelen tussen meerdere programma's, zodat het lijkt alsof meerdere programma's tegelijkertijd worden uitgevoerd. | Bij multithreading moet de CPU schakelen tussen meerdere threads om het te laten lijken alsof alle threads tegelijkertijd worden uitgevoerd. |
| Creatie | Het creëren van een proces is traag en resource-specifiek. | Het maken van een thread is economisch in tijd en middelen. |
| Classificatie | Multiprocessing kan symmetrisch of asymmetrisch zijn. | Multithreading is niet geclassificeerd. |
| Geheugen | Multiprocessing wijst afzonderlijk geheugen en bronnen toe aan elk proces of programma. | Multithreading-threads die tot hetzelfde proces behoren, delen hetzelfde geheugen en dezelfde bronnen als die van het proces. |
| Objecten beitsen | Multithreading voorkomt beitsen. | Multiprocessing is afhankelijk van het beitsen van objecten in het geheugen om naar andere processen te sturen. |
| Programma | Multiprocessing-systeem maakt het mogelijk om meerdere programma's en taken uit te voeren. | Multithreading-systeem voert meerdere threads van dezelfde of verschillende processen uit. |
| Tijd in beslag genomen | Er wordt minder tijd besteed aan het verwerken van opdrachten. | Het verwerken van de taak neemt een redelijke hoeveelheid tijd in beslag. |
Voordeel van multiprocessing
Hier zijn de nadelen / voordelen van Multiprocessing:
- Het grootste voordeel van een multiprocessorsysteem is dat het u helpt om meer werk gedaan te krijgen in een kortere periode.
- De code is meestal eenvoudig.
- Maakt gebruik van meerdere CPU's en kernen
- Helpt u GIL-beperkingen voor CPython te vermijden
- Verwijder synchronisatieprimitieven, tenzij u gedeeld geheugen gebruikt.
- Onderliggende processen zijn meestal onderbreekbaar / dodelijk
- Het helpt u om uw werk in een kortere periode gedaan te krijgen.
- Dit soort systemen moet worden gebruikt wanneer een zeer hoge snelheid vereist is om een grote hoeveelheid gegevens te verwerken.
- Multiprocessing-systemen besparen geld in vergelijking met systemen met één processor, omdat processors randapparatuur en voedingen kunnen delen.
Voordeel van multithreading
Hier zijn de voor- / voordelen van multithreading:
- Threads delen dezelfde adresruimte
- Threads zijn licht van gewicht en hebben een lage geheugenvoetafdruk
- De kosten van communicatie tussen threads zijn laag.
- Toegang tot de geheugenstatus vanuit een andere context is gemakkelijker
- Hiermee kunt u gemakkelijk responsieve gebruikersinterfaces maken
- Een ideale optie voor I / O-gebonden toepassingen
- Het kost minder tijd om tussen twee threads binnen het gedeelde geheugen te schakelen en tijd om te beëindigen
- Threads starten sneller dan processen en ook sneller bij het wisselen van taken.
- Alle Threads delen een procesgeheugenpool die zeer voordelig is.
- Het kost minder tijd om een nieuwe thread in het bestaande proces te maken dan een nieuw proces
Nadeel van multiprocessing
Hier zijn nadelen / nadeel door het gebruik van het multiprocessing-besturingssysteem
- IPC (Inter-Process Communication) een vrij gecompliceerde met meer overhead
- Heeft een grotere geheugenvoetafdruk
Nadeel van multithreading
Hier zijn de nadelen / nadelen van het gebruik van een multithreading-systeem:
- Multithreading-systeem is niet onderbreekbaar / dodelijk
- Als u geen commandowachtrij en berichtenpompmodel volgt, is handmatig gebruik van synchronisatie vereist, wat een noodzaak wordt
- Code is meestal moeilijker te begrijpen en vergroot de kans op race-omstandigheden dramatisch
