Какво е мултипроцесинг?
Многопроцесорната система има повече от два процесора. Процесорите се добавят към системата, което спомага за увеличаване на изчислителната скорост на системата. Всеки процесор има собствен набор от регистри и основна памет.
Тъй като обаче всеки процесор е отделен, може да се случи, че един процесор може да няма какво да обработва. Единият процесор може да стои без работа, а другият да е претоварен със специфичните процеси. В такъв случай процесът и ресурсите се споделят динамично между процесорите.
В този урок ще научите:
- Какво е мултипроцесинг?
- Какво е Multithreading?
- Характеристики на многопроцесорната обработка:
- Характеристики на многопоточност
- Разлика между многопроцесорната обработка и многопоточността
- Предимство на многопроцесорната обработка
- Предимство на многопоточността
- Недостатък на многопроцесорната обработка
- Недостатък на многопоточността
Какво е Multithreading?
Многопоточността е техника за изпълнение на програма, която позволява на един процес да има множество кодови сегменти (като нишки). Той също така работи едновременно в "контекста" на този процес. Многонишковите приложения са приложения, които имат две или повече нишки, които се изпълняват едновременно. Следователно тя е известна и като съвпадение.
Основни РАЗЛИКИ:
- Многопроцесорната система има повече от два процесора, докато Multithreading е техника за изпълнение на програма, която позволява на един процес да има множество кодови сегменти
- Мултипроцесингът подобрява надеждността на системата, докато в процеса на многопоточност всяка нишка работи успоредно една на друга.
- Мултипроцесингът ви помага да увеличите изчислителната мощност, докато многопоточността ви помага да създадете изчислителни нишки на един процес
- При многопроцесирането създаването на процес е бавно и специфично за ресурсите, докато при многопрограмирането създаването на нишка е икономично във времето и ресурсите.
- Многопоточността избягва ецването, докато многопроцесирането разчита на ецване на обекти в паметта за изпращане към други процеси.
- Многопроцесорната система отнема по-малко време, докато за обработката на задачите е необходимо умерено време.
Характеристики на многопроцесорната обработка
Ето основните характеристики на многопроцесорната обработка:
- Мултипроцесингът се класифицира според начина на организиране на паметта им.
- Мултипроцесирането подобрява надеждността на системата
- Мултипроцесингът може да подобри производителността чрез разлагане на програма на паралелни изпълними задачи.
Характеристики на многопоточност
Ето важни аспекти на многопоточността:
- В процеса на многопоточност всяка нишка протича успоредно една на друга.
- Нишките не ви позволяват да отделяте областта на паметта. Поради това спестява памет и предлага по-добра производителност на приложението
Разлика между многопроцесорната обработка и многопоточността
Тук има важни разлики между многопроцесорната обработка и многопоточността.
| Параметър | Мултипроцесинг | Многопоточност |
|---|---|---|
| Основен | Мултипроцесирането ви помага да увеличите изчислителната мощност. | Многопоточността ви помага да създавате изчислителни нишки от един процес, за да увеличите изчислителната мощност. |
| Екзекуция | Тя ви позволява да изпълнявате едновременно множество процеси. | Множество нишки на един процес се изпълняват едновременно. |
| Превключване на процесора | При многопроцесорната обработка CPU трябва да превключва между множество програми, така че да изглежда, че множество програми работят едновременно. | При многопоточност CPU трябва да превключва между множество нишки, за да изглежда, че всички нишки работят едновременно. |
| Създаване | Създаването на процес е бавно и специфично за ресурсите. | Създаването на нишка е икономично във времето и ресурсите. |
| Класификация | Мултипроцесингът може да бъде симетричен или асиметричен. | Многопоточността не е класифицирана. |
| Памет | Мултипроцесингът отделя отделна памет и ресурси за всеки процес или програма. | Многопоточните нишки, принадлежащи към един и същ процес, споделят същата памет и ресурси като този на процеса. |
| Мариноване на предмети | Многопоточността избягва ецване. | Мултипроцесингът разчита на ецване на обекти в паметта за изпращане към други процеси. |
| Програма | Многопроцесорната система позволява изпълнение на множество програми и задачи. | Многопоточната система изпълнява множество нишки от едни и същи или различни процеси. |
| Отнема време | По-малко време е необходимо за обработка на работа. | За обработката на работата се отделя умерено време. |
Предимство на многопроцесорната обработка
Ето минусите / плюсовете на многопроцесорната обработка:
- Най-голямото предимство на многопроцесорната система е, че ви помага да свършите повече работа за по-кратък период.
- Кодът обикновено е ясен.
- Възползва се от множество процесори и ядра
- Помага ви да избегнете ограниченията на GIL за CPython
- Премахнете примитивите за синхронизация, освен ако не използвате споделена памет.
- Детските процеси са предимно прекъсваеми / убиваеми
- Помага ви да свършите работата за по-кратък период.
- Този тип системи трябва да се използват, когато се изисква много висока скорост за обработка на голям обем данни.
- Многопроцесорните системи спестяват пари в сравнение с еднопроцесорните системи, тъй като процесорите могат да споделят периферни устройства и захранвания.
Предимство на многопоточността
Ето плюсовете / предимствата на многопоточността:
- Нишките споделят едно и също адресно пространство
- Нишките са леки, с малък отпечатък на паметта
- Цената на комуникацията между нишките е ниска.
- Достъпът до състоянието на паметта от друг контекст е по-лесен
- Тя ви позволява лесно да правите отзивчиви потребителски интерфейси
- Идеална опция за приложения, свързани с I / O
- Отнема по-малко време за превключване между две нишки в споделената памет и време за прекратяване
- Нишките се стартират по-бързо от процесите и също така по-бързо при превключване на задачи.
- Всички нишки споделят пул памет на процеса, който е много полезен.
- Отнема по-малко време за създаване на нова нишка в съществуващия процес, отколкото нов процес
Недостатък на многопроцесорната обработка
Тук има минуси / недостатъци при използване на многопроцесорна операционна система
- IPC (Междупроцесната комуникация) е доста сложен с повече режийни разходи
- Има по-голям отпечатък на паметта
Недостатък на многопоточността
Тук има минуси / недостатъци от използването на многонишкова система:
- Многопоточната система не е прекъсваема / убиваема
- Ако не следвате опашка от команди и модел на помпа за съобщения, тогава е необходимо ръчно използване на синхронизация, което се превръща в необходимост
- Кодът обикновено е по-труден за разбиране и увеличава потенциала за състезателни условия се увеличава драстично