Multithreading vs multiprocessing: differenza tra loro

Differenza chiave tra multithreading e multiprocessing

Un sistema multiprocessore 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 multithreading ogni thread viene eseguito parallelamente all'altro.
Il multiprocessing ti aiuta ad aumentare la potenza di calcolo mentre il multithreading ti aiuta a creare thread di calcolo di un singolo processo
In Multiprocessing, la creazione di un processo è lenta e specifica per le 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 degli oggetti in memoria per inviarli ad altri processi.
Il sistema di elaborazione multipla richiede meno tempo mentre per l'elaborazione dei lavori è necessaria una quantità moderata di tempo.

Cos'è la multielaborazione?

Un sistema multiprocessore 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 memoria principale.

Tuttavia, poiché ogni CPU è separata, può accadere che una CPU non abbia nulla da elaborare. Un processore potrebbe restare inattivo e l'altro potrebbe essere sovraccarico di processi specifici. In tal caso, il processo e le risorse vengono condivisi dinamicamente tra i processori.

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 multi-thread sono applicazioni che hanno due o più thread eseguiti contemporaneamente. Pertanto, è anche noto come concorrenza.

Caratteristiche del multiprocessing

Ecco le caratteristiche essenziali del Multiprocessing:

I multiprocessori 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 multithreading, ogni thread viene eseguito parallelamente all'altro.
I thread non consentono di separare l'area di memoria. Pertanto risparmia memoria e offre prestazioni applicative migliori

Differenza tra multiprocessing e multithreading

Ecco le differenze importanti tra multithreading e multiprocessing

Parametro	multiprocessing	multithreading
Basic	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.
	Ti consente di eseguire più processi contemporaneamente.	Più thread di un singolo processo vengono eseguiti contemporaneamente.
Commutazione della CPU	Nel multiprocessing, la CPU deve passare da un programma all'altro in modo che sembri che più programmi siano in esecuzione contemporaneamente.	Nel multithreading, la CPU deve passare da un thread all'altro per far sembrare che tutti i thread siano in esecuzione contemporaneamente.
coerenti	La creazione di un processo è lenta e dipende dalle 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.
Memorie	Il multiprocessing alloca memoria e risorse separate per ciascun processo o programma.	I thread multithread appartenenti allo stesso processo condividono la stessa memoria e risorse di quella del processo.
Decapaggio di oggetti	Il multithreading evita il decapaggio.	Il multiprocessing si basa sul decapaggio degli oggetti in memoria per inviarli ad altri processi.
Programma	Il sistema multiprocessing consente l'esecuzione di più programmi e attività.	Il sistema multithreading esegue più thread dello stesso processo o di processi diversi.
Tempo preso	Less viene impiegato del tempo per l'elaborazione del lavoro.	Per l'elaborazione del lavoro è necessaria una quantità moderata di tempo.

Vantaggio della multielaborazione

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 solitamente 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 figli 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 risparmiano 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 di indirizzi
I thread sono leggeri e hanno un ingombro di memoria ridotto
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 le applicazioni legate a I/O
Richiede meno tempo per passare da un thread all'altro all'interno della memoria condivisa e meno 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.
La creazione di un nuovo thread nel processo esistente richiede meno tempo rispetto a un nuovo processo

Svantaggio del multiprocessing

Ecco i contro/svantaggi dell'utilizzo del sistema operativo Multiprocessing

IPC (Inter-Process Communication) è piuttosto complicato con più spese generali
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 un modello di coda di comandi e di pompaggio dei messaggi, è necessario l'uso manuale della sincronizzazione, che diventa una necessità
Il codice è solitamente più difficile da comprendere e aumenta notevolmente il potenziale di condizioni di gara

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