Was ist Multiprocessing?
Ein Multiprozessorsystem verfügt über mehr als zwei Prozessoren. Die CPUs werden dem System hinzugefügt, um die Rechengeschwindigkeit des Systems zu erhöhen. Jede CPU verfügt über einen eigenen Registersatz und einen eigenen Hauptspeicher.
Da jedoch jede CPU separat ist, kann es vorkommen, dass eine CPU nichts zu verarbeiten hat. Ein Prozessor kann im Leerlauf sitzen und der andere kann mit den spezifischen Prozessen überlastet sein. In einem solchen Fall werden der Prozess und die Ressourcen dynamisch zwischen den Prozessoren geteilt.
In diesem Tutorial lernen Sie:
- Was ist Multiprocessing?
- Was ist Multithreading?
- Eigenschaften der Mehrfachverarbeitung:
- Eigenschaften von Multithreading
- Unterschied zwischen Multiprocessing und Multithreading
- Vorteil der Mehrfachverarbeitung
- Vorteil von Multithreading
- Nachteil der Mehrfachverarbeitung
- Nachteil von Multithreading
Was ist Multithreading?
Multithreading ist eine Programmausführungstechnik, mit der ein einzelner Prozess mehrere Codesegmente (wie Threads) aufweisen kann. Es wird auch gleichzeitig im "Kontext" dieses Prozesses ausgeführt. Multithread-Anwendungen sind Anwendungen mit zwei oder mehr Threads, die gleichzeitig ausgeführt werden. Daher wird es auch als Parallelität bezeichnet.
Hauptunterschiede:
- Ein Multiprozessorsystem verfügt über mehr als zwei Prozessoren, während Multithreading eine Programmausführungstechnik ist, mit der ein einzelner Prozess mehrere Codesegmente aufweisen kann
- Multiprocessing verbessert die Zuverlässigkeit des Systems, während beim Multithreading-Prozess jeder Thread parallel zueinander ausgeführt wird.
- Multiprocessing hilft Ihnen, die Rechenleistung zu erhöhen, während Multithreading Ihnen hilft, Rechen-Threads eines einzelnen Prozesses zu erstellen
- In Multiprocessing ist die Erstellung eines Prozesses langsam und ressourcenspezifisch, während in Multiprogramming die Erstellung eines Threads zeit- und ressourcenschonend ist.
- Multithreading vermeidet das Beizen, während Multiprocessing das Beizen von Objekten im Speicher zum Senden an andere Prozesse erfordert.
- Das Multiprocessing-System benötigt weniger Zeit, während für die Auftragsabwicklung nur mäßig viel Zeit benötigt wird.
Eigenschaften der Mehrfachverarbeitung
Hier sind die wesentlichen Merkmale von Multiprocessing:
- Multiprocessing wird nach der Art und Weise klassifiziert, in der ihr Speicher organisiert ist.
- Multiprocessing verbessert die Zuverlässigkeit des Systems
- Multiprocessing kann die Leistung verbessern, indem ein Programm in parallele ausführbare Aufgaben zerlegt wird.
Eigenschaften von Multithreading
Hier sind wichtige Aspekte des Multithreading:
- Beim Multithreading-Prozess läuft jeder Thread parallel zueinander.
- In Threads können Sie den Speicherbereich nicht trennen. Daher spart es Speicher und bietet eine bessere Anwendungsleistung
Unterschied zwischen Multiprocessing und Multithreading
Hier sind wichtige Unterschiede zwischen Multiprocessing und Multithreading.
| Parameter | Multiprocessing | Multithreading |
|---|---|---|
| Basic | Multiprocessing hilft Ihnen, die Rechenleistung zu erhöhen. | Mithilfe von Multithreading können Sie Computer-Threads eines einzelnen Prozesses erstellen, um die Rechenleistung zu erhöhen. |
| Ausführung | Sie können mehrere Prozesse gleichzeitig ausführen. | Mehrere Threads eines einzelnen Prozesses werden gleichzeitig ausgeführt. |
| CPU-Umschaltung | Bei der Mehrfachverarbeitung muss die CPU zwischen mehreren Programmen wechseln, damit anscheinend mehrere Programme gleichzeitig ausgeführt werden. | Beim Multithreading muss die CPU zwischen mehreren Threads wechseln, damit der Eindruck entsteht, dass alle Threads gleichzeitig ausgeführt werden. |
| Schaffung | Die Erstellung eines Prozesses ist langsam und ressourcenspezifisch. | Das Erstellen eines Threads ist zeit- und ressourcenschonend. |
| Einstufung | Die Mehrfachverarbeitung kann symmetrisch oder asymmetrisch sein. | Multithreading wird nicht klassifiziert. |
| Erinnerung | Durch die Mehrfachverarbeitung werden jedem Prozess oder Programm separate Speicher und Ressourcen zugewiesen. | Multithreading-Threads, die zum selben Prozess gehören, verwenden denselben Speicher und dieselben Ressourcen wie der Prozess. |
| Gegenstände beizen | Multithreading vermeidet das Beizen. | Die Mehrfachverarbeitung basiert auf dem Beizen von Objekten im Speicher, um sie an andere Prozesse zu senden. |
| Programm | Das Multiprozessorsystem ermöglicht die Ausführung mehrerer Programme und Aufgaben. | Das Multithreading-System führt mehrere Threads desselben oder verschiedener Prozesse aus. |
| Zeit genommen | Für die Auftragsabwicklung wird weniger Zeit benötigt. | Für die Auftragsabwicklung wird mäßig viel Zeit benötigt. |
Vorteil der Mehrfachverarbeitung
Hier sind die Vor- und Nachteile von Multiprocessing:
- Der größte Vorteil eines Multiprozessorsystems besteht darin, dass Sie in kürzerer Zeit mehr Arbeit erledigen können.
- Der Code ist normalerweise unkompliziert.
- Nutzt mehrere CPUs und Kerne
- Hilft Ihnen, GIL-Einschränkungen für CPython zu vermeiden
- Entfernen Sie Synchronisationsprimitive, es sei denn, Sie verwenden gemeinsam genutzten Speicher.
- Untergeordnete Prozesse sind meistens unterbrechbar / tötbar
- Es hilft Ihnen, die Arbeit in kürzerer Zeit zu erledigen.
- Diese Systemtypen sollten verwendet werden, wenn für die Verarbeitung eines großen Datenvolumens eine sehr hohe Geschwindigkeit erforderlich ist.
- Multiprozessorsysteme sparen im Vergleich zu Einzelprozessorsystemen Geld, da Prozessoren Peripheriegeräte und Netzteile gemeinsam nutzen können.
Vorteil von Multithreading
Hier sind die Vorteile / Vorteile von Multithreading:
- Threads haben denselben Adressraum
- Threads sind leichtgewichtig und haben einen geringen Speicherbedarf
- Die Kommunikationskosten zwischen Threads sind gering.
- Der Zugriff auf den Speicherstatus aus einem anderen Kontext ist einfacher
- Es ermöglicht Ihnen, reaktionsschnelle Benutzeroberflächen einfach zu erstellen
- Eine ideale Option für E / A-gebundene Anwendungen
- Das Wechseln zwischen zwei Threads im gemeinsam genutzten Speicher benötigt weniger Zeit und das Beenden weniger Zeit
- Threads sind schneller zu starten als Prozesse und auch schneller beim Taskwechsel.
- Alle Threads teilen sich einen Prozessspeicherpool, der sehr vorteilhaft ist.
- Das Erstellen eines neuen Threads im vorhandenen Prozess dauert weniger lange als das Erstellen eines neuen Prozesses
Nachteil der Mehrfachverarbeitung
Hier sind Nachteile / Nachteile bei Verwendung des Multiprocessing-Betriebssystems
- IPC (Inter-Process Communication) ist ziemlich kompliziert mit mehr Overhead
- Hat einen größeren Speicherbedarf
Nachteil von Multithreading
Hier sind die Vor- und Nachteile der Verwendung eines Multithreading-Systems:
- Multithreading-System ist nicht unterbrechbar / tötbar
- Wenn Sie nicht einer Befehlswarteschlange und einem Nachrichtenpumpenmodell folgen, ist eine manuelle Verwendung der Synchronisation erforderlich, was eine Notwendigkeit wird
- Code ist normalerweise schwerer zu verstehen und erhöht das Potenzial für Rennbedingungen dramatisch