Multithreading versus multiprocessing – het verschil daartussen
Nathaniel Brooks
Belangrijkste verschil tussen multithreading en multiprocessing
- Een multiprocessingsysteem heeft meer dan twee processors, terwijl Multithreading een programma-uitvoeringstechniek is waarmee een enkel proces meerdere codesegmenten kan hebben
- Multiprocessing verbetert de betrouwbaarheid van het systeem, terwijl bij het multithreading-proces elke thread parallel aan elkaar loopt.
- Met multiprocessing kunt u de rekenkracht vergroten, terwijl met multithreading u computerthreads van één enkel proces kunt maken
- Bij Multiprocessing is het creëren van een proces langzaam en resource-specifiek, terwijl bij Multiprogrammering het creëren van een thread economisch is in tijd en middelen.
- Multithreading vermijdt beitsen, terwijl Multiprocessing afhankelijk is van het beitsen van objecten in het geheugen om naar andere processen te verzenden.
- Een multiprocessingsysteem kost minder tijd, terwijl voor taakverwerking een bescheiden hoeveelheid tijd nodig is.
Wat is multiprocessing?
Een multiprocessingsysteem heeft meer dan twee processors. De CPU's worden aan het systeem toegevoegd, waardoor de rekensnelheid van het systeem wordt verhoogd. Elke CPU heeft zijn eigen set registers en hoofdgeheugen.
Omdat elke CPU echter apart is, kan het gebeuren dat één CPU niets te verwerken heeft. Eén processor kan inactief zijn en de andere kan overbelast zijn met de specifieke processen. In zo'n geval worden het proces en de bronnen dynamisch gedeeld tussen de processors.
Wat is multithreading?
Multithreading is een techniek voor het uitvoeren van programma's waarmee een enkel proces meerdere codesegmenten (zoals threads) kan hebben. Het loopt ook gelijktijdig binnen de “context” van dat proces. Multi-threaded applicaties zijn applicaties die twee of meer threads hebben die gelijktijdig draaien. Daarom wordt het ook wel gelijktijdigheid genoemd.
Kenmerken van multiprocessing
Dit zijn de essentiële kenmerken van Multiprocessing:
- Multiprocessing wordt geclassificeerd op basis van de manier waarop hun geheugen is georganiseerd.
- Multiprocessing verbetert de betrouwbaarheid van het systeem
- Multiprocessing kan de prestaties verbeteren door een programma op te splitsen in parallelle uitvoerbare taken.
Kenmerken van multithreading
Hier zijn belangrijke aspecten van multithreading:
- Bij het multithreading-proces loopt elke thread parallel aan elkaar.
- Met threads kunt u het geheugengebied niet scheiden. Daarom bespaart het geheugen en biedt het betere applicatieprestaties
Verschil tussen multiprocessing en multithreading
Hier zijn belangrijke verschillen tussen Multithreading en Multiprocessing
| Parameter | multiprocessing | multithreading |
|---|---|---|
| Basic | Multiprocessing helpt u de rekenkracht te vergroten. | Met multithreading kunt u computerthreads van één enkel proces maken om de rekenkracht te vergroten. |
| Uitvoering | Hiermee kunt u meerdere processen tegelijkertijd uitvoeren. | Meerdere threads van een enkel proces worden gelijktijdig uitgevoerd. |
| CPU-schakeling | Bij multiprocessing moet de CPU schakelen tussen meerdere programma's, waardoor het lijkt alsof er meerdere programma's tegelijkertijd worden uitgevoerd. | Bij multithreading moet de CPU schakelen tussen meerdere threads, zodat het lijkt alsof alle threads tegelijkertijd worden uitgevoerd. |
| Creatie | Het creëren van een proces is langzaam en resource-specifiek. | Het maken van een thread is economisch qua tijd en middelen. |
| Classificatie | Multiprocessing kan symmetrisch of asymmetrisch zijn. | Multithreading is niet geclassificeerd. |
| Geheugen | Multiprocessing wijst afzonderlijk geheugen en bronnen toe voor elk proces of programma. | Multithreading-threads die tot hetzelfde proces behoren, delen hetzelfde geheugen en dezelfde bronnen als die van het proces. |
| Objecten beitsen | Multithreading vermijdt beitsen. | Multiprocessing is afhankelijk van het beitsen van objecten in het geheugen om naar andere processen te verzenden. |
| Programma | Multiprocessing-systeem maakt het uitvoeren van meerdere programma's en taken mogelijk. | Multithreading-systeem voert meerdere threads van dezelfde of verschillende processen uit. |
| Tijd genomen | Less Er wordt tijd besteed aan het verwerken van de taak. | Er wordt een redelijke hoeveelheid tijd besteed aan de taakverwerking. |
Voordeel van multiprocessing
Hier zijn de nadelen/voordelen van multiprocessing:
- Het grootste voordeel van een multiprocessorsysteem is dat het u helpt meer werk gedaan te krijgen in een kortere periode.
- De code is meestal eenvoudig.
- Maakt gebruik van meerdere CPU's en kernen
- Helpt u GIL-beperkingen voor C te vermijdenPython
- Verwijder synchronisatieprimitieven, tenzij u gedeeld geheugen gebruikt.
- Kindprocessen zijn meestal onderbreekbaar/doodbaar
- Het helpt u om uw werk in een kortere periode gedaan te krijgen.
- Dit soort systemen moet worden gebruikt wanneer een zeer hoge snelheid vereist is om een grote hoeveelheid gegevens te verwerken.
- Multiprocessingsystemen besparen geld in vergelijking met systemen met één processor, omdat processors randapparatuur en voedingen kunnen delen.
Voordeel van multithreading
Hier zijn de voor- en voordelen van multithreading:
- Threads delen dezelfde adresruimte
- Threads zijn licht van gewicht en hebben een lage geheugenvoetafdruk
- De kosten van communicatie tussen threads zijn laag.
- Toegang tot de geheugenstatus vanuit een andere context is eenvoudiger
- Hiermee kunt u eenvoudig responsieve gebruikersinterfaces maken
- Een ideale optie voor I/O-gebonden toepassingen
- Het kost minder tijd om te schakelen tussen twee threads binnen het gedeelde geheugen en om te beëindigen
- Threads starten sneller dan processen en ook sneller bij het schakelen tussen taken.
- Alle Threads delen een procesgeheugenpool die zeer nuttig is.
- Het kost minder tijd om een nieuwe draad in het bestaande proces te creëren dan bij een nieuw proces
Nadeel van multiprocessing
Hier zijn de voor- en nadelen van het gebruik van een multiprocessing-besturingssysteem
- IPC (Inter-Process Communication) is behoorlijk ingewikkeld en heeft meer overhead
- Heeft een grotere geheugenvoetafdruk
Nadeel van multithreading
Hier zijn de nadelen/nadelen van het gebruik van een multithreading-systeem:
- Multithreading-systeem is niet onderbreekbaar/killable
- Als er geen sprake is van een opdrachtwachtrij en berichtpompmodel, is handmatig gebruik van synchronisatie nodig, wat een noodzaak wordt
- Code is meestal moeilijker te begrijpen en vergroot de kans op raceomstandigheden dramatisch
