線程和進程

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1、進程#進程（Process，有時被稱為重量級進程）是程式的一次執行。每個進程都有自己的地址空間、記憶體、資料棧以及記錄運行軌跡的輔助資料，作業系統管理啟動並執行所有進程，並為這些進程公平分配時間。進程可以通過fork和spawn操作完成其他任務。因為各個進程有自己的記憶體空間、資料棧等，所以只能使用處理序間通訊（IPC），而不能直接共用資訊。 2、線程#線程（Thread，有時被稱為輕量級進程）跟進程有些相似，不同的是所有線程運行在同一個進程中，共用運行環境。#線程有開始、順序執行和結束3部分，有一個自己的指令指標，記錄運行到什麼地方。線程的運行可能被搶佔（中斷）或暫時被掛起（睡眠），從而讓其他線程運行，這叫作讓步。一個線程中的各個線程之間共用同一片資料空間，所以線程之間可以比進程之間更方便地共用資料和相互連信。#線程一般是並發執行的。正是由於這種並行和資料共用的機制，使得多個任務的合作變得可能。實際上，在單CPU系統中，真正的並發並不可能，每個線程會被安排成每次只運行一小會兒，然後就把CPU讓出來，讓其他線程運行。#在進程的整個運行過程中，每個線程都只會做自己的事，需要時再跟其他線程共用運行結果，。多個線程共同訪問同一片資料不是完全沒有危險的，由於資料訪問的順序不一樣，因此有可能導致資料結果不一致的問題，這叫作競態條件。大多數線程庫都帶有一系列同步原語，用於控制線程的執行和資料的訪問。 3、多線程與多進程#對於“多任務”這個詞，相信讀者不會是第一次看見，現在的操作（如Mac OS X、UNIX、Linux、Windows等）都支援“多任務”作業系統。#什麼叫“多任務”呢？簡單地說，就是系統可以同事運行多個任務。比如，一邊用瀏覽器上網，一邊用雲音樂，一邊聊天，這就是多任務。此時手頭已經有3個任務在運行了。如果查看工作管理員，可以看到還有很多任務悄悄在後台運行著，只是案頭沒有顯示出來而已。#對於作業系統來說，一個任務就是一個進程，開啟多個任務就是多進程。#有些進程不止可以同時做一件事情，比如work可以同時打字、拼字檢查、列印等。在一個進程內部，要同時做多件事，就需要同時運行多個線程。#多線程類似於同時執行多個不同的程式，多線程運行有以下3個優點：①、使用線程可以把佔據長時間的程式中的任務放到後台去處理。②、使用者介面可以更加吸引人，比如使用者單擊一個按鈕，用於觸發某些事件的處理，可以彈出一個進度條顯示處理的進度。③、程式的運行速度可能加快。 #在實現一些等待任務（如使用者輸入、檔案讀寫和網路收發資料等）時，使用多線程更加有用。在這種情況下，我們可以釋放一些珍貴資源（如記憶體佔用等）。#線程在執行過程中與進程還是有區別的，每個獨立線程有一個程式啟動並執行入口、順序執行序列和程式的出口。但是線程不是獨立執行，必須依存在進程中，由進程提供多個線程執行控制。#由於每個進程至少要幹一件事情，因此一個進程至少有一個線程，當然如word這種複雜的進程可以有多個進程，多個線程可以同時執行。多線程的執行方式和多進程是一樣的，也是由作業系統在多個線程之間快速切換，讓每個線程都短暫交替運行，看起來就像同時執行一樣。當然，真正同時執行多線程需要多核CPU才能實現。#我們前面編寫的所有Python程式都是執行單任務的進程，也就是只有一個線程。如果我們要同時執行多個任務，該如何操作？#有兩種解決方案：一種方法是啟動多個進程。每個進程雖然只有一個線程，但多個進程可以一起執行多個任務。另一種方法是啟動一個進程，在一個進程內啟動多個線程，這樣多個線程也可以一起執行多個任務。#當然，還有第3種方法，就是啟動多個進程，每個進程再啟動多個線程，這樣同時執行的任務就更多了，不過這種模型過於複雜，實際很少採用。#同時執行多個任務時，各個任務之間並不是沒有關聯的，而是需要相互連信和協調，有時任務1必須暫停任務等待任務2完成後才能繼續執行有時任務3和任務4不能同時執行。多進程和多線程程式的複雜度遠遠高於我們前面寫的單進程、單線程的程式。#不過很多時候，沒有多任務還真不行。想想在電腦上看電影，必須由一個線程播放視頻，另一個線程播放音頻，否則使用單線程實現只能先把視頻播放完再播放音頻，或者先把音頻播放完再播放視頻，這樣顯然不行。#總而言之，多線程是多個相互關聯的線程的組合，多線程是多個互相獨立的進程的組合。線程是最小的執行單元，進程至少由一個線程組成。

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