多进程及多线程的区别

一.两者区别

多进程和多线程的主要区别是：线程是进程的子集（部分），一个进程可能由多个线程组成。多进程的数据是分开的、共享复杂，需要用IPC；但同步简单。多线程共享进程数据，共享简单；但同步复杂。

（1）多进程

进程是程序在计算机上的一次执行活动，即正在运行中的应用程序，通常称为进程。当你运行一个程序，你就启动了一个进程。每个进程都有自己独立的地址空间(内存空间)，每当用户启动一个进程时，操作系统就会为该进程分配一个独立的内存空间，让应用程序在这个独立的内存空间中运行。

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，这便是多进程，也称多任务。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，比如你可以边听音乐边打游戏，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。

1.数据是分开的，共享复杂，同步简单
2.占用内存多，切换复杂，CPU利用率低
3.创建销毁复杂，切换复杂，速度慢
4.编程简单，调试简单
5.进程间不会相互影响
6.适应于多核、多机分布 ；如果一台机器不够，扩展到多台机器比较简单

（2）多线程

线程是一个轻量级的子进程，是最小的处理单元；是一个单独的执行路径。可以说：线程是进程的子集（部分），一个进程可能由多个线程组成。

线程是独立的。如果在一个线程中发生异常，则不会影响其他线程。它使用共享内存区域。

多线程是一种执行模型，它允许多个线程存在于进程的上下文中，以便它们独立执行但共享其进程资源。

1.多线程共享进程数据，共享简单，同步复杂
2.占用内存少，切换简单，CPU利用率高
3.创建销毁简单，切换简单，速度快
4.编程复杂，调试复杂
5.一个线程挂掉将导致整个进程挂掉
6.适应于多核分布

二.使用场景

1)需要频繁创建和销毁的优先用线程。

实例：web 服务器，来一个任务建立一个线程，完了就销毁线程。要是用进程，创建和销毁的代价是很高的。

2）需要进行大量计算的优先使用线程。

所谓大量计算，当然就是要消耗很多 cpu，切换频繁了，这种情况线程是最合适的。实例：图像处理、算法处理

3）强相关的处理用线程，弱相关的处理用进程。

4）可能扩展到多机分布的用进程，多核分布的用线程。

5）都满足需求的情况下，用你最熟悉、最拿手的方式。

三.通信方式

（1）进程间的通信方式
进程间通信（IPC，InterProcess Communication）是指在不同进程之间传播或交换信息。IPC的方式通常有管道（包括无名管道和命名管道）、消息队列、信号量、共享存储、Socket、Streams等。其中 Socket和Streams支持不同主机上的两个进程IPC。

1.管道( pipe )：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。

2.有名管道 (namedpipe) ： 有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。

3.信号量(semophore ) ： 信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也来访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。

4.消息队列( messagequeue ) ： 消息队列存放在内核中，并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号量传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。

5.信号 (sinal ) ： 信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。

6.共享内存(shared memory ) ：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的通信 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。

7.套接字(socket ) ： 套解字也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。

（2）线程间的通信方式

1.锁机制：包括互斥锁、条件变量、读写锁

a.互斥锁: 提供了以排他方式防止数据结构被并发修改。
b.读写锁: 允许多个线程同时读共享数据，而对写操作是互斥的。
c.条件变量: 可以以原子的方式阻塞进程，直到某个特定条件为真为止。对条件的测试是在互斥锁的保护下进行的。条件变量始终与互斥锁一起使用。

2.信号量机制(Semaphore)：包括无名线程信号量和命名线程信号量.

3.信号机制(Signal)：类似进程间的信号处理
线程间的通信目的主要是用于线程同步，所以线程没有像进程通信中的用于数据交换的通信机制。