資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：實際工作并不是非此即彼，往往都是進程線程結(jié)合的方式。操作系統(tǒng)會保證當線程數(shù)不大于數(shù)目時，不同的線程運行于不同的上改善程序結(jié)構(gòu)。關(guān)于操作系統(tǒng)內(nèi)部如何創(chuàng)建銷毀進程線程，即為什么這些操作進程消耗會比線程大，還沒有搞明白。
一、淺層理解
進程是資源分配的最小單位，線程是CPU分配的最小單位——簡單明了的說明了進程與線程的區(qū)別特點，然而在實際工作中并沒有什么卵用。
二、多個維度下，進程與線程的優(yōu)勢對比| 對比維度 | 多進程 | 多線程 | 結(jié)論 |
|---|---|---|---|
| 數(shù)據(jù)共享 | 數(shù)據(jù)共享復(fù)雜，需要用IPC | 共享進程數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)共享簡單 | 多進程 < 多線程 |
| 數(shù)據(jù)同步 | 數(shù)據(jù)是分開的，同步簡單 | 因為共享進程數(shù)據(jù)，同步復(fù)雜 | 多進程 > 多線程 |
| 內(nèi)存、CPU | 占用內(nèi)存多，切換復(fù)雜，CPU利用率低 | 占用內(nèi)存少，切換簡單，CPU利用率高 | 多進程 < 多線程 |
| 創(chuàng)建、銷毀、切換 | 創(chuàng)建、銷毀、切換相對復(fù)雜，速度慢 | 創(chuàng)建、銷毀、切換簡單，速度快 | 多進程 < 多線程 |
| 編程、調(diào)試復(fù)雜度 | 編程調(diào)試相對簡單 | 都很復(fù)雜 | 多進程 > 多線程 |
| 可靠性 | 進程之間不會相互影響 | 一個線程掛掉，會導(dǎo)致整個進程掛掉 | 多進程 < 多線程 |
| 分布式 | 適應(yīng)于多核、多機分布式；如果一臺機器不夠，擴展到多臺機器比較簡單 | 適應(yīng)于多核分布式 | 多進程 > 多線程 |
當需要比較頻繁的創(chuàng)建、銷毀時，優(yōu)先用多線程。
比如Web服務(wù)器，來一個連接創(chuàng)建一個線程，斷了就銷毀。
當需要大量計算的時候優(yōu)先使用多線程。
所謂大量計算，當然就是要耗費很多CPU，切換頻繁了，這種情況下線程是最合適的。最常見的例子就是圖像處理、算法處理。
強相關(guān)處理使用線程，弱相關(guān)使用進程。
什么叫強相關(guān)、弱相關(guān)？理論上很難定義，給個簡單的例子就明白了。
一般的Server需要完成如下任務(wù)：消息收發(fā)、消息處理。“消息收發(fā)”和“消息處理”就是弱相關(guān)的任務(wù)，而“消息處理”里面可能又分為“消息解碼”、“業(yè)務(wù)處理”，這兩個任務(wù)相對來說相關(guān)性就要強多了。因此“消息收發(fā)”和“消息處理”可以分進程設(shè)計，“消息解碼”、“業(yè)務(wù)處理”可以分線程設(shè)計。
以上劃分方式也非一成不變，需要根據(jù)實際情況進行調(diào)整。
可能要擴展多機分布式的用進程，多核分布式的用線程。
兩者沒有明顯差別，推薦用自己最熟悉、最拿手的方式。
實際工作并不是非此即彼，往往都是“進程+線程”結(jié)合的方式。
消耗資源的對比：
從內(nèi)核的觀點看，進程的目的就是擔當分配系統(tǒng)資源（CPU時間、內(nèi)存等）的基本單位。線程是進程的一個執(zhí)行流，是CPU調(diào)度和分派的基本單位，它是比進程更小的能獨立運行的基本單位。
線程，它們彼此之間使用相同的地址空間，共享大部分數(shù)據(jù)，啟動一個線程所花費的空間遠遠小于啟動一個進程所花費的空間，而且，線程間彼此切換所需的時間也遠遠小于進程間切換所需要的時間。據(jù)統(tǒng)計，總的說來，一個進程的開銷大約是一個線程開銷的30倍左右，當然，在具體的系統(tǒng)上，這個數(shù)據(jù)可能會有較大的區(qū)別。
通訊方式：
進程之間傳遞數(shù)據(jù)只能是通過通訊的方式，即費時又不方便。線程之間數(shù)據(jù)大部分共享（線程函數(shù)內(nèi)部不共享），快捷方便。但是數(shù)據(jù)同步需要鎖，對于static變量尤其注意。
線程的自身優(yōu)勢:
提高應(yīng)用程序響應(yīng)；使多CPU系統(tǒng)更加有效。操作系統(tǒng)會保證當線程數(shù)不大于CPU數(shù)目時，不同的線程運行于不同的CPU上；
改善程序結(jié)構(gòu)。一個既長又復(fù)雜的進程可以考慮分為多個線程，成為幾個獨立或半獨立的運行部分，這樣的程序會利于理解和修改。
四、實驗測試結(jié)果 （由于實驗并非本人完成，故只記錄實驗環(huán)境、條件以及結(jié)果。待老子有更多相關(guān)的感觸會再次補充）
任務(wù)執(zhí)行效率的比較
環(huán)境：單核、簡單任務(wù)（打印字符串） 進程數(shù)/線程數(shù) 都是255
結(jié)論：任務(wù)量較小，多線程效率明顯高于多進程。任務(wù)量較大時多線程不如多進程效率高。
在創(chuàng)建和銷毀上的效率比較
單核
環(huán)境：單核，創(chuàng)建、銷毀10萬個進程/線程
結(jié)論：數(shù)據(jù)可以看出，多線程比多進程在效率上有10多倍的優(yōu)勢。但不能讓我們在使用哪種并發(fā)模式上定性。
另外：預(yù)先派生子進程/線程比現(xiàn)場創(chuàng)建子進程/線程要復(fù)雜很多，不僅要對池中進程/線程數(shù)量進行動態(tài)管理，還要解決多進程/多線程對accept的“搶” 問題，在stevens的測試程序中，使用了“驚群”和“鎖”技術(shù)。即使stevens的數(shù)據(jù)表格中，預(yù)先派生線程也不見得比現(xiàn)場創(chuàng)建線程快，在 《Unix網(wǎng)絡(luò)編程》第三版中，新作者參照stevens的測試也提供了一組數(shù)據(jù)，在這組數(shù)據(jù)中，現(xiàn)場創(chuàng)建線程模式比預(yù)先派生線程模式已有了效率上的優(yōu)勢。因此：預(yù)先派生進程/線程的模式（進程池、線程池）技術(shù)，不僅復(fù)雜，在效率上也無優(yōu)勢，在新的應(yīng)用中可以放心大膽地為客戶連接請求去現(xiàn)場創(chuàng)建進程和線程。
雙核
環(huán)境：雙核，其它同上。
結(jié)論：雙核處理器在完成任務(wù)量較少時，沒有系統(tǒng)其他瓶頸因素影響時基本上是單核的兩倍，在任務(wù)量較多時，受系統(tǒng)其他瓶頸因素的影響，速度明顯趨近于單核的速度。
五、并發(fā)服務(wù)的不可預(yù)測性：后續(xù)待補。（我只是似乎意會了，還不好言傳。。。）
關(guān)于操作系統(tǒng)內(nèi)部如何創(chuàng)建、銷毀進程、線程，即為什么這些操作進程消耗會比線程大，還沒有搞明白。日后待補。
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