Multithreading vs Multiprocesare - Diferența dintre ele
Diferența cheie între multithreading și multiprocesare
- Un sistem multiprocesare are mai mult de două procesoare, în timp ce Multithreading este o tehnică de execuție a unui program care permite unui singur proces să aibă mai multe segmente de cod.
- Multiprocesarea îmbunătățește fiabilitatea sistemului, în timp ce în procesul de multithreading, fiecare fir rulează paralel unul cu celălalt.
- Multiprocesarea vă ajută să creșteți puterea de calcul, în timp ce multithreading vă ajută să creați fire de calcul ale unui singur proces
- În Multiprocessing, crearea unui proces este lentă și specifică resurselor, în timp ce, în Multiprogramare, crearea unui fir este economică în timp și resurse.
- Multithreading evită decaparea, în timp ce Multiprocessing se bazează pe decaparea obiectelor din memorie pentru a le trimite către alte procese.
- Sistemul de multiprocesare durează mai puțin timp, în timp ce pentru procesarea lucrărilor este nevoie de un timp moderat.
Ce este Multiprocesarea?
Un sistem multiprocesare are mai mult de două procesoare. Procesoarele sunt adăugate sistemului, ceea ce ajută la creșterea vitezei de calcul a sistemului. Fiecare CPU are propriul său set de registre și memorie principală.
Cu toate acestea, deoarece fiecare CPU este separat, se poate întâmpla ca un CPU să nu aibă nimic de procesat. Un procesor poate sta inactiv, iar celălalt poate fi supraîncărcat cu procesele specifice. Într-un astfel de caz, procesul și resursele sunt partajate dinamic între procesoare.
Ce este Multithreading?
Multithreadingul este o tehnică de execuție a unui program care permite unui singur proces să aibă mai multe segmente de cod (cum ar fi firele). De asemenea, rulează concomitent în „contextul” acelui proces. Aplicațiile cu mai multe fire sunt aplicații care au două sau mai multe fire care rulează concomitent. Prin urmare, este cunoscut și ca concurență.
Caracteristicile Multiprocesării
Iată caracteristicile esențiale ale Multiprocessing:
- Multiprocesările sunt clasificate în funcție de modul în care este organizată memoria lor.
- Multiprocesarea îmbunătățește fiabilitatea sistemului
- Multiprocesarea poate îmbunătăți performanța prin descompunerea unui program în sarcini executabile paralele.
Caracteristicile Multithreadingului
Iată aspectele importante ale multithreading-ului:
- În procesul de multithreading, fiecare fir rulează paralel unul cu celălalt.
- Firele nu vă permit să separați zona de memorie. Prin urmare, economisește memorie și oferă o performanță mai bună a aplicației
Diferența dintre multiprocesare și multithreading
Iată diferențe importante între Multithreading și Multiprocessing
Parametru | Multiprocesare | multithreading |
---|---|---|
pachet de bază | Multiprocesarea vă ajută să creșteți puterea de calcul. | Multithreading vă ajută să creați fire de calcul ale unui singur proces pentru a crește puterea de calcul. |
Execuție | Vă permite să executați mai multe procese simultan. | Mai multe fire ale unui singur proces sunt executate simultan. |
Comutarea CPU | În Multiprocessing, CPU trebuie să comute între mai multe programe, astfel încât să pară că mai multe programe rulează simultan. | În multithreading, CPU trebuie să comute între mai multe fire pentru a face să pară că toate firele rulează simultan. |
Crearea unui proces este lentă și specifică resurselor. | Crearea unui fir este economică în timp și resurse. | |
Clasificare | Multiprocesarea poate fi simetrică sau asimetrică. | Multithreadingul nu este clasificat. |
Memorie | Multiprocesarea alocă memorie și resurse separate pentru fiecare proces sau program. | Firele multithreading aparținând aceluiași proces au aceeași memorie și resurse ca și cele ale procesului. |
Decaparea obiectelor | Multithreading evită decaparea. | Multiprocesarea se bazează pe decaparea obiectelor din memorie pentru a le trimite către alte procese. |
Program | Sistemul de multiprocesare permite executarea mai multor programe și sarcini. | Sistemul multithreading execută mai multe fire ale aceluiași proces sau diferite. |
Timp luat | Less se ia timp pentru procesarea jobului. | Este nevoie de o perioadă moderată de timp pentru procesarea lucrărilor. |
Avantajul multiprocesării
Iată dezavantajele / avantajele multiprocesării:
- Cel mai mare avantaj al unui sistem multiprocesor este că vă ajută să lucrați mai mult într-o perioadă mai scurtă.
- Codul este de obicei simplu.
- Profită de mai multe procesoare și nuclee
- Vă ajută să evitați limitările GIL pentru CPython
- Eliminați primitivele de sincronizare, cu excepția cazului în care utilizați memoria partajată.
- Procesele copil sunt în mare parte întreruptibile/ucibile
- Vă ajută să lucrați într-o perioadă mai scurtă.
- Aceste tipuri de sisteme ar trebui utilizate atunci când este necesară o viteză foarte mare pentru a procesa un volum mare de date.
- Sistemele multiprocesare economisesc bani în comparație cu sistemele cu un singur procesor, deoarece procesoarele pot partaja periferice și surse de alimentare.
Avantajul Multithreading-ului
Iată avantajele/beneficiile multithreading-ului:
- Threadurile au același spațiu de adrese
- Firele sunt ușoare și au o amprentă redusă de memorie
- Costul de comunicare între fire este scăzut.
- Accesul la starea memoriei din alt context este mai ușor
- Vă permite să creați cu ușurință interfețe de utilizare receptive
- O opțiune ideală pentru aplicațiile legate de I/O
- Este nevoie de mai puțin timp pentru a comuta între două fire din memoria partajată și timp pentru a termina
- Threadurile sunt mai rapide de pornit decât procesele și, de asemenea, mai rapid în comutarea sarcinilor.
- Toate Threadurile partajează un pool de memorie de proces care este foarte benefic.
- Este nevoie de mai puțin timp pentru a crea un fir nou în procesul existent decât un proces nou
Dezavantajul multiprocesării
Aici, sunt contra/dezavantajele utilizării sistemului de operare Multiprocessing
- IPC (Inter-Process Communication) este destul de complicat, cu mai multe cheltuieli generale
- Are o amprentă de memorie mai mare
Dezavantajul multithreading-ului
Iată dezavantajele / dezavantajele utilizării sistemului multithreading:
- Sistemul multithreading nu este întreruptibil/eliminabil
- Dacă nu urmează o coadă de comenzi și un model de pompă de mesaje, atunci este necesară utilizarea manuală a sincronizării, ceea ce devine o necesitate
- Codul este de obicei mai greu de înțeles și crește potențialul pentru condițiile de cursă crește dramatic