Ce este multiprocesarea?
Un sistem multiprocesare are mai mult de două procesoare. CPU-urile sunt adăugate la sistem care ajută la creșterea vitezei de calcul a sistemului. Fiecare procesor are propriul set de registre și memorie principală.
Cu toate acestea, deoarece fiecare procesor este separat, se poate întâmpla ca un procesor să nu aibă nimic de procesat. Un procesor poate sta inactiv, iar celălalt poate fi supraîncărcat cu procesele specifice. Într-un astfel de caz, procesul și resursele sunt partajate dinamic între procesoare.
În acest tutorial, veți învăța:
- Ce este multiprocesarea?
- Ce este Multithreading?
- Caracteristicile multiprocesării:
- Caracteristicile Multithreading-ului
- Diferența dintre multiprocesare și multiprocesare
- Avantajul multiprocesării
- Avantajul Multithreading-ului
- Dezavantajul multiprocesării
- Dezavantajul multithreading-ului
Ce este Multithreading?
Multithreading este o tehnică de execuție a programului care permite unui singur proces să aibă mai multe segmente de cod (cum ar fi thread-urile). De asemenea, rulează simultan în „contextul” procesului respectiv. Aplicațiile multi-thread sunt aplicații care au două sau mai multe thread-uri care rulează simultan. Prin urmare, este cunoscut și sub denumirea de concurență.
DIFERENȚE CHEIE:
- Un sistem multiprocesare are mai mult de două procesoare, în timp ce Multithreading este o tehnică de execuție a programului care permite unui singur proces să aibă mai multe segmente de cod
- Multiprocesarea îmbunătățește fiabilitatea sistemului, în timp ce în procesul multithreading, fiecare fir rulează paralel unul cu celălalt.
- Multiprocesarea vă ajută să creșteți puterea de calcul, în timp ce multiprocesarea vă ajută să creați fire de calcul ale unui singur proces
- În multiprocesare, crearea unui proces este lentă și specifică resurselor, în timp ce, în multiprogramare, crearea unui fir este economică în timp și resurse.
- Multithreading-ul evită decaparea, în timp ce multiprocesarea se bazează pe decaparea obiectelor din memorie pentru a fi trimise către alte procese.
- Sistemul multiprocesare necesită mai puțin timp, în timp ce pentru procesarea lucrărilor este necesar un timp moderat.
Caracteristicile multiprocesării
Iată caracteristicile esențiale ale multiprocesării:
- Multiprocesarea este clasificată în funcție de modul în care este organizată memoria lor.
- Multiprocesarea îmbunătățește fiabilitatea sistemului
- Multiprocesarea poate îmbunătăți performanța prin descompunerea unui program în sarcini executabile paralele.
Caracteristicile Multithreading-ului
Iată câteva aspecte importante ale multithreading-ului:
- În procesul multithreading, fiecare fir rulează paralel unul cu celălalt.
- Firele nu vă permit să separați zona de memorie. Prin urmare, economisește memorie și oferă o performanță mai bună a aplicației
Diferența dintre multiprocesare și multiprocesare
Iată diferențe importante între multiprocesare și multithreading.
| Parametru | Multiprocesare | Multithreading |
|---|---|---|
| De bază | Multiprocesarea vă ajută să creșteți puterea de calcul. | Multithreading vă ajută să creați fire de calcul dintr-un singur proces pentru a crește puterea de calcul. |
| Execuţie | Vă permite să executați simultan mai multe procese. | Executarea simultană a mai multor fire ale unui singur proces. |
| Comutare CPU | În multiprocesare, CPU trebuie să comute între mai multe programe, astfel încât să pară că mai multe programe rulează simultan. | În multithreading, CPU trebuie să comute între mai multe fire pentru a face să pară că toate thread-urile rulează simultan. |
| Creare | Crearea unui proces este lentă și specifică resurselor. | Crearea unui fir este economică în timp și resurse. |
| Clasificare | Multiprocesarea poate fi simetrică sau asimetrică. | Multithreading-ul nu este clasificat. |
| Memorie | Multiprocesarea alocă memorie și resurse separate pentru fiecare proces sau program. | Firele multi-threading aparținând aceluiași proces au aceeași memorie și resurse ca și cele ale procesului. |
| Obiecte de decapare | Multithreading-ul evită decaparea. | Multiprocesarea se bazează pe decaparea obiectelor din memorie pentru a fi trimise către alte procese. |
| Program | Sistemul multiprocesare permite executarea mai multor programe și sarcini. | Sistemul multi-threading execută mai multe fire din aceleași procese sau diferite. |
| Timp luat | Este nevoie de mai puțin timp pentru procesarea postului. | Este necesar un timp moderat pentru procesarea lucrărilor. |
Avantajul multiprocesării
Iată dezavantajele / avantajele multiprocesării:
- Cel mai mare avantaj al unui sistem multiprocesor este că vă ajută să faceți mai multă muncă într-o perioadă mai scurtă.
- Codul este de obicei simplu.
- Profită de mai multe CPU și nuclee
- Vă ajută să evitați limitările GIL pentru CPython
- Eliminați primitivele de sincronizare, cu excepția cazului în care utilizați memoria partajată.
- Procesele copilului sunt în cea mai mare parte întrerupibile / distrugătoare
- Vă ajută să faceți munca într-o perioadă mai scurtă.
- Aceste tipuri de sisteme ar trebui utilizate atunci când este necesară o viteză foarte mare pentru a procesa un volum mare de date.
- Sistemele multiprocesare economisesc bani în comparație cu sistemele cu un singur procesor, deoarece procesoarele pot partaja periferice și surse de alimentare.
Avantajul Multithreading-ului
Iată care sunt avantajele / avantajele multithreading-ului:
- Firele au același spațiu de adrese
- Firele sunt ușoare, având o amprentă de memorie redusă
- Costul comunicării între fire este redus.
- Accesul la starea de memorie dintr-un alt context este mai ușor
- Vă permite să creați cu ușurință interfețe UI receptive
- O opțiune ideală pentru aplicații legate de I / O
- Durează mai puțin timp pentru a comuta între două fire din memoria partajată și timp pentru terminare
- Subiectele sunt mai rapide de pornit decât procesele și, de asemenea, mai rapide în comutarea sarcinilor.
- Toate firele partajează un pool de memorie de proces care este foarte benefic.
- Este nevoie de mai puțin timp pentru a crea un fir nou în procesul existent decât un proces nou
Dezavantajul multiprocesării
Aici, există dezavantaje / dezavantaje prin utilizarea sistemului de operare multiprocesare
- IPC (Inter-Process Communication) este destul de complicat, cu mai multe cheltuieli generale
- Are o amprentă de memorie mai mare
Dezavantajul multithreading-ului
Iată, dezavantajele / dezavantajele utilizării sistemului multithreading:
- Sistemul cu mai multe fire nu este întrerupt / ucis
- Dacă nu urmați o coadă de comandă și un model de pompare de mesaje, este necesară utilizarea manuală a sincronizării, care devine o necesitate
- Codul este de obicei mai greu de înțeles și crește potențialul pentru condițiile cursei crește dramatic