Đa luồng và đa xử lý – Sự khác biệt giữa chúng
Sự khác biệt chính giữa đa luồng và đa xử lý
- Hệ thống đa xử lý có nhiều hơn hai bộ xử lý trong khi Đa luồng là kỹ thuật thực thi chương trình cho phép một quy trình có nhiều đoạn mã
- Đa xử lý cải thiện độ tin cậy của hệ thống trong khi trong quá trình đa luồng, mỗi luồng chạy song song với nhau.
- Đa xử lý giúp bạn tăng sức mạnh tính toán trong khi đa luồng giúp bạn tạo các luồng tính toán của một quy trình duy nhất
- Trong Đa xử lý, việc tạo một quy trình diễn ra chậm và tiêu tốn nhiều tài nguyên, trong khi đó, trong Đa chương trình, việc tạo một luồng sẽ tiết kiệm thời gian và tài nguyên.
- Đa luồng tránh việc tẩy, trong khi Đa xử lý dựa vào các đối tượng tẩy trong bộ nhớ để gửi đến các quy trình khác.
- Hệ thống đa xử lý mất ít thời gian hơn trong khi xử lý công việc sẽ mất một lượng thời gian vừa phải.
Đa xử lý là gì?
Một hệ thống đa xử lý có nhiều hơn hai bộ xử lý. Các CPU được thêm vào hệ thống giúp tăng tốc độ tính toán của hệ thống. Mỗi CPU có bộ thanh ghi và bộ nhớ chính riêng.
Tuy nhiên, vì mỗi CPU là riêng biệt, nên có thể xảy ra trường hợp một CPU không có gì để xử lý. Một bộ xử lý có thể ở trạng thái nhàn rỗi, và bộ xử lý kia có thể bị quá tải với các quy trình cụ thể. Trong trường hợp như vậy, quy trình và tài nguyên được chia sẻ động giữa các bộ xử lý.
Đa luồng là gì?
Đa luồng là một kỹ thuật thực thi chương trình cho phép một tiến trình có nhiều đoạn mã (như luồng). Nó cũng chạy đồng thời trong “bối cảnh” của quá trình đó. Ứng dụng đa luồng là các ứng dụng có hai hoặc nhiều luồng chạy đồng thời. Vì vậy, nó còn được gọi là đồng thời.
Đặc điểm của đa xử lý
Dưới đây là các tính năng cần thiết của Multiprocessing:
- Đa xử lý được phân loại theo cách tổ chức bộ nhớ của chúng.
- Đa xử lý cải thiện độ tin cậy của hệ thống
- Đa xử lý có thể cải thiện hiệu suất bằng cách phân tách chương trình thành các tác vụ thực thi song song.
Đặc điểm của đa luồng
Dưới đây là các khía cạnh quan trọng của đa luồng:
- Trong quá trình đa luồng, mỗi luồng chạy song song với nhau.
- Chủ đề không cho phép bạn tách vùng bộ nhớ. Do đó, nó tiết kiệm bộ nhớ và mang lại hiệu suất ứng dụng tốt hơn
Sự khác biệt giữa đa xử lý và đa luồng
Dưới đây là những khác biệt quan trọng giữa Đa luồng và Đa xử lý
Tham số | Đa xử lý | Đa luồng |
---|---|---|
Cơ bản | Đa xử lý giúp bạn tăng sức mạnh tính toán. | Đa luồng giúp bạn tạo các luồng điện toán của một quy trình duy nhất để tăng sức mạnh tính toán. |
Thực hiện | Nó cho phép bạn thực hiện đồng thời nhiều tiến trình. | Nhiều luồng của một tiến trình được thực thi đồng thời. |
chuyển đổi CPU | Trong Đa xử lý, CPU phải chuyển đổi giữa nhiều chương trình để trông giống như nhiều chương trình đang chạy cùng một lúc. | Trong đa luồng, CPU phải chuyển đổi giữa nhiều luồng để tạo cảm giác như tất cả các luồng đang chạy đồng thời. |
Sáng tạo | Việc tạo ra một quy trình diễn ra chậm và đòi hỏi nguồn lực cụ thể. | Việc tạo ra một chủ đề là tiết kiệm thời gian và nguồn lực. |
phân loại | Đa xử lý có thể đối xứng hoặc bất đối xứng. | Đa luồng không được phân loại. |
Bộ nhớ | Đa xử lý phân bổ bộ nhớ và tài nguyên riêng biệt cho từng quy trình hoặc chương trình. | Các luồng đa luồng thuộc cùng một tiến trình chia sẻ cùng bộ nhớ và tài nguyên như của tiến trình đó. |
Đồ ngâm chua | Đa luồng tránh dưa chua. | Đa xử lý dựa vào việc tẩy các đối tượng trong bộ nhớ để gửi đến các quy trình khác. |
chương trình | Hệ thống đa xử lý cho phép thực hiện nhiều chương trình và nhiệm vụ. | Hệ thống đa luồng thực thi nhiều luồng của các tiến trình giống nhau hoặc khác nhau. |
Mất thời gian | Less mất thời gian để xử lý công việc. | Cần một lượng thời gian vừa phải để xử lý công việc. |
Ưu điểm của đa xử lý
Dưới đây là nhược điểm/ưu điểm của Đa xử lý:
- Ưu điểm lớn nhất của hệ thống đa bộ xử lý là nó giúp bạn hoàn thành nhiều công việc hơn trong thời gian ngắn hơn.
- Mã thường đơn giản.
- Tận dụng lợi thế của nhiều CPU & lõi
- Giúp bạn tránh các giới hạn GIL cho CPython
- Xóa các nguyên hàm đồng bộ hóa trừ khi bạn sử dụng bộ nhớ chia sẻ.
- Các tiến trình con hầu hết có thể bị gián đoạn/có thể bị tiêu diệt
- Nó giúp bạn hoàn thành công việc trong thời gian ngắn hơn.
- Những loại hệ thống này nên được sử dụng khi cần tốc độ rất cao để xử lý một lượng lớn dữ liệu.
- Hệ thống đa xử lý tiết kiệm tiền so với hệ thống bộ xử lý đơn vì bộ xử lý có thể chia sẻ thiết bị ngoại vi và nguồn điện.
Ưu điểm của đa luồng
Dưới đây là những ưu/lợi ích của đa luồng:
- Chủ đề chia sẻ cùng một không gian địa chỉ
- Các luồng có trọng lượng nhẹ và chiếm ít bộ nhớ
- Chi phí liên lạc giữa các thread thấp.
- Truy cập trạng thái bộ nhớ từ ngữ cảnh khác dễ dàng hơn
- Nó cho phép bạn tạo giao diện người dùng đáp ứng dễ dàng
- Một lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng có giới hạn I/O
- Mất ít thời gian hơn để chuyển đổi giữa hai luồng trong bộ nhớ dùng chung và thời gian để kết thúc
- Các luồng khởi động nhanh hơn các tiến trình và cũng nhanh hơn trong việc chuyển đổi tác vụ.
- Tất cả các Chủ đề đều chia sẻ một nhóm bộ nhớ quy trình rất có lợi.
- Mất ít thời gian hơn để tạo một chuỗi mới trong quy trình hiện có so với quy trình mới
Nhược điểm của đa xử lý
Dưới đây là những nhược điểm/nhược điểm khi sử dụng hệ điều hành Multiprocessing
- IPC (Giao tiếp giữa các quá trình) khá phức tạp với nhiều chi phí hơn
- Có dung lượng bộ nhớ lớn hơn
Nhược điểm của đa luồng
Dưới đây là những nhược điểm/nhược điểm của việc sử dụng hệ thống đa luồng:
- Hệ thống đa luồng không bị gián đoạn/có thể tiêu diệt được
- Nếu không tuân theo mô hình hàng đợi lệnh và mô hình bơm tin nhắn thì cần sử dụng đồng bộ hóa thủ công, điều này trở thành điều cần thiết
- Mã thường khó hiểu hơn và làm tăng khả năng các điều kiện chạy đua tăng lên đáng kể