线程理论
什么是线程
在传统操作系统中,每个进程有一个地址空间,而且默认就有一个控制线程。
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线程顾名思义,就是一条流水线工作的过程,一条流水线必须属于一个车间,一个车间的工作过程是一个进程
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车间负责把资源整合到一起,是一个资源单位,而一个车间内至少有一个流水线
流水线的工作需要电源,电源就相当于cpu
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多线程(即多个控制线程)的概念是,在一个进程中存在多个控制线程,多个控制线程共享该进程的地址空间,相当于一个车间内有多条流水线,都共用一个车间的资源。
例如,北京地铁与上海地铁是不同的进程,而北京地铁里的13号线是一个线程,北京地铁所有的线路共享北京地铁所有的资源,比如所有的乘客可以被所有线路拉。
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总结:
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进程:资源单位(起一个进程仅仅只是在内存空间中开辟一块独立的空间)
线程:执行单位(真正被cpu执行的其实是进程里面的线程,线程指的就是代码的执行过程,执行代码中所需要使用到的资源都找所在的进程索要)
进程和线程都是虚拟单位,只是为了我们更加方便的描述问题
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进程线程的比较
- 开进程:申请内存空间,资源消耗大
- 开线程:进程内开多个线程,无需再次申请内存空间操作,消耗小
开线程的开销要远远的小于进程的开销。同一个进程下的多个线程数据是共享的
Threads share the address space of the process that created it; processes have their own address space.
Threads have direct access to the data segment of its process; processes have their own copy of the data segment of the parent process.
Threads can directly communicate with other threads of its process; processes must use interprocess communication to communicate with sibling processes.
New threads are easily created; new processes require duplication of the parent process.
Threads can exercise considerable control over threads of the same process; processes can only exercise control over child processes.
Changes to the main thread (cancellation, priority change, etc.) may affect the behavior of the other threads of the process; changes to the parent process does not affect child processes.
为何使用多线程
多线程指的是,在一个进程中开启多个线程。简而言之:如果多个任务共用一块地址空间,那么必须在一个进程内开启多个线程。主要分为以下几点:
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1.多线程共享一个进程的地址空间
2.线程比进程更轻量级,线程比进程更容易创建可撤销,在许多操作系统中,创建一个线程比创建一个进程要快10-100倍,在有大量线程需要动态和快速修改时,这一特性很有用
3.若多个线程都是cpu密集型的,那么并不能获得性能上的增强,但是如果存在大量的计算和大量的I/O处理,拥有多个线程允许这些活动彼此重叠运行,从而会加快程序执行的速度。
4.在多cpu系统中,为了最大限度的利用多核,可以开启多个线程,比开进程开销要小的多。(这一条并不适用于python)
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