Багатопотоковість проти багатопроцесорності – різниця між ними
Натаніель Брукс
Ключова різниця між багатопотоковістю та багатопроцесорністю
- Багатопроцесорна система має більше двох процесорів, тоді як багатопотоковість - це техніка виконання програми, яка дозволяє одному процесу мати кілька сегментів коду
- Багатопроцесорність підвищує надійність системи, тоді як у багатопоточному процесі кожен потік працює паралельно один одному.
- Багатопроцесорність допомагає збільшити обчислювальну потужність, тоді як багатопотоковість допомагає створювати обчислювальні потоки одного процесу
- У багатопроцесорному режимі створення процесу є повільним і залежить від ресурсів, тоді як у мультипрограмуванні створення потоку економічно витрачає час і ресурси.
- Багатопотоковість дозволяє уникнути маринування, тоді як багатопроцесорність покладається на маркування об’єктів у пам’яті для надсилання іншим процесам.
- Багатопроцесорна система займає менше часу, тоді як обробка завдань займає помірну кількість часу.
Що таке багатопроцесорність?
Багатопроцесорна система має більше двох процесорів. ЦП додаються до системи, що допомагає збільшити швидкість обчислення системи. Кожен процесор має власний набір регістрів і основну пам'ять.
Однак, оскільки кожен процесор є окремим, може статися, що одному процесору може не бути нічого для обробки. Один процесор може простоювати, а інший може бути перевантажений певними процесами. У такому випадку процес і ресурси динамічно розподіляються між процесорами.
Що таке багатопотоковість?
Багатопотоковість — це техніка виконання програми, яка дозволяє одному процесу мати кілька сегментів коду (наприклад, потоків). Він також виконується одночасно в «контексті» цього процесу. Багатопотокові програми – це програми, які мають два або більше потоків, що працюють одночасно. Тому він також відомий як паралельність.
Характеристики багатопроцесорності
Ось основні функції багатопроцесорної обробки:
- Багатопроцесорні системи класифікуються відповідно до того, як організована їх пам'ять.
- Багатопроцесорність підвищує надійність системи
- Багатопроцесорність може покращити продуктивність шляхом розкладання програми на паралельні виконувані завдання.
Характеристики багатопоточності
Ось важливі аспекти багатопоточності:
- У багатопоточному процесі кожен потік працює паралельно один одному.
- Потоки не дозволяють відокремити область пам'яті. Таким чином, він економить пам'ять і забезпечує кращу продуктивність програми
Різниця між багатопроцесорністю та багатопотоковістю
Ось важливі відмінності між багатопотоковістю та багатопроцесорністю
| Параметр | Багатопроцесорна | Багатопотоковість |
|---|---|---|
| Базовий | Багатопроцесорність допомагає збільшити обчислювальну потужність. | Багатопотоковість допомагає створювати обчислювальні потоки одного процесу для збільшення обчислювальної потужності. |
| Виконання | Це дозволяє виконувати кілька процесів одночасно. | Кілька потоків одного процесу виконуються одночасно. |
| Перемикання ЦП | У багатопроцесорному режимі ЦП має перемикатися між декількома програмами, щоб здавалося, що кілька програм працюють одночасно. | У багатопоточності процесор повинен перемикатися між декількома потоками, щоб здавалося, що всі потоки виконуються одночасно. |
| Створення | Створення процесу відбувається повільно та потребує певних ресурсів. | Створення нитки економічно за часом і ресурсами. |
| Класифікація | Багатопроцесорна обробка може бути симетричною або асиметричною. | Багатопотоковість не класифікується. |
| пам'ять | Багатопроцесорність виділяє окрему пам'ять і ресурси для кожного процесу або програми. | Багатопотокові потоки, що належать одному процесу, спільно використовують ту саму пам’ять і ресурси, що й процес. |
| Об'єкти маринування | Багатопотоковість дозволяє уникнути травлення. | Багатопроцесорність спирається на вибірку об’єктів у пам’яті для надсилання іншим процесам. |
| програма | Багатопроцесорна система дозволяє виконувати кілька програм і завдань. | Багатопотокова система виконує кілька потоків одного або різних процесів. |
| Витрачений час | Less на обробку роботи витрачається час. | На обробку завдання витрачається помірна кількість часу. |
Перевага багатопроцесорності
Ось мінуси/плюси багатопроцесорної обробки:
- Найбільшою перевагою багатопроцесорної системи є те, що вона допомагає виконувати більше роботи за коротший період.
- Код зазвичай простий.
- Використовує переваги кількох ЦП і ядер
- Допомагає вам уникнути обмежень GIL для CPython
- Видаліть примітиви синхронізації, якщо ви не використовуєте спільну пам’ять.
- Дочірні процеси здебільшого можна перервати/знищити
- Це допомагає виконати роботу за більш короткий термін.
- Ці типи систем слід використовувати, коли потрібна дуже висока швидкість для обробки великого обсягу даних.
- Багатопроцесорні системи економлять гроші порівняно з однопроцесорними системами, оскільки процесори можуть спільно використовувати периферійні пристрої та джерела живлення.
Перевага багатопоточності
Ось плюси/переваги багатопоточності:
- Потоки спільно використовують той самий адресний простір
- Потоки мають легку вагу, що займає мало пам’яті
- Вартість зв'язку між потоками низька.
- Доступ до стану пам’яті з іншого контексту легший
- Це дозволяє легко створювати адаптивні інтерфейси користувача
- Ідеальний варіант для додатків, пов’язаних із введенням/виведенням
- Потрібно менше часу для перемикання між двома потоками в спільній пам’яті та часу для завершення
- Потоки запускаються швидше, ніж процеси, а також швидше перемикаються між завданнями.
- Усі потоки спільно використовують пул пам’яті процесу, що є дуже корисним.
- Створення нового потоку в існуючому процесі займає менше часу, ніж створення нового процесу
Недолік багатопроцесорності
Ось мінуси/недоліки використання багатопроцесорної операційної системи
- IPC (міжпроцесовий зв’язок) досить складний із більшими накладними витратами
- Має більший обсяг пам'яті
Недолік багатопоточності
Ось мінуси/недоліки використання багатопоточної системи:
- Багатопотокова система не переривається/закривається
- Якщо не дотримуватись черги команд і моделі перекачування повідомлень, тоді потрібна ручна синхронізація, яка стає необхідністю
- Код, як правило, важчий для розуміння, і це підвищує потенціал для різкого зростання умов гонки
