多進程和多線程的區別和聯繫

一、c++多進程和多線程的區別

在c++中，多進程和多線程都可以實現並發編程。但是多進程和多線程有以下區別：

1、多進程是指操作系統中可以同時運行多個獨立的進程，每個進程之間都是獨立的空間，擁有獨立的內存空間。而多線程是指在一個進程中運行的多個線程，所有線程共享同一個地址空間。

2、多進程中的進程之間通信可以通過IPC（進程間通信）機制，例如管道，消息隊列等。而多線程之間的通信可以通過共享內存，消息隊列等。

3、在多進程中，每個進程的運行是獨立的，一個進程掛掉不會影響其他進程的運行。而在多線程中，一個線程的掛掉可能會影響整個進程的運行。

下面給出c++多進程的示例代碼：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

int main()
{
    pid_t pid;
    pid = fork();  // 創建一個子進程
    if(pid < 0)  // 子進程創建失敗
    {
        printf("Fork error!");
        return -1;
    }
    else if(pid == 0)  // 子進程
    {
        printf("This is child process!pid=%d\n",getpid());
        return 0;
    }
    else  // 父進程
    {
        printf("This is parent process!pid=%d,child_pid=%d\n",getpid(),pid);
        waitpid(pid,NULL,0);  // 等待子進程退出
    }
    return 0;
}

二、多線程和多進程的區別

多線程和多進程的區別如下：

1、多進程中每個進程有獨立的內存空間，而多線程中所有線程共享同一塊內存空間。

2、多進程中進程切換的代價較高，因為進程需要切換全局變數，虛擬內存等信息。而多線程中線程切換的代價較低，因為線程只需要保存少量的寄存器和堆棧信息即可。

3、多線程中編程的複雜度相對較低，因為多線程之間可以直接共享數據，不需要藉助IPC機制。而多進程中編程的複雜度較高，因為進程之間需要藉助IPC機制進行通信。

下面給出多線程的示例代碼：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

void *fun(void *arg)
{
    printf("This is thread!tid=%ld\n",pthread_self());
    pthread_exit(NULL);
}

int main()
{
    pthread_t tid;
    int ret;
    ret = pthread_create(&tid,NULL,fun,NULL);  // 創建一個線程
    if(ret != 0)  // 線程創建失敗
    {
        printf("Create thread error!");
        return -1;
    }
    printf("This is main thread!tid=%ld\n",pthread_self());
    pthread_join(tid,NULL);  // 等待線程退出
    return 0;
}

三、python多進程和多線程的區別

在python中，多進程和多線程都可以方便地實現並發編程。但是它們有以下區別：

1、多進程中每個進程都有獨立的全局變數和堆棧，而多線程中所有線程都共享同一塊全局變數和堆棧。

2、在多進程中使用pickle進行進程間通信，而在多線程中使用queue進行線程間通信。

3、在多進程中多個進程之間不會有GIL（全局解釋鎖）的競爭，因此多進程可以充分利用多核CPU的優勢。而在多線程中，GIL會導致多個線程無法同時執行python位元組碼，因此不能充分利用多核CPU的優勢。

下面給出python多進程的示例代碼：

from multiprocessing import Process

def fun():
    print("This is child process!pid=%d"%(os.getpid()))

if __name__=='__main__':
    p = Process(target=fun)  # 創建一個子進程
    p.start()
    p.join()
    print("This is parent process!pid=%d"%(os.getpid()))

四、多進程與多線程的優缺點

1、多進程的優點：多進程可以充分利用多核CPU，因此在CPU密集型任務中效率較高；每個進程都有獨立的地址空間，因此不會出現內存共享的問題；進程之間的通信可以使用IPC機制，例如管道，消息隊列等。

2、多進程的缺點：進程切換的代價較高，因為進程需要切換全局變數，虛擬內存等信息；進程之間通信需要使用IPC機制，編程複雜度較高。

3、多線程的優點：線程切換的代價較低，因為線程只需要保存少量的寄存器和堆棧信息即可；線程之間可以直接共享數據，編程複雜度較低。

4、多線程的缺點：GIL會導致多個線程無法同時執行python位元組碼，因此不能充分利用多核CPU的優勢；多個線程共享同一塊內存空間，容易出現內存共享的問題。

五、linux多進程和多線程區別

在linux中，多進程和多線程的區別與c++和python中是類似的。下面簡要總結一下：

1、多進程中每個進程有獨立的內存空間和堆棧，而多線程中所有線程共享同一塊內存空間。

2、多進程之間的通信可以使用IPC機制，例如管道，消息隊列等；而多線程之間可以使用共享內存，消息隊列等。

3、在多線程中，GIL會導致多個線程無法同時執行python位元組碼，因此不能充分利用多核CPU的優勢。

下面給出linux多線程的示例代碼：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

void *fun1(void *arg)
{
    printf("This is thread1!tid=%lu\n",pthread_self());
    pthread_exit(NULL);
}

void *fun2(void *arg)
{
    printf("This is thread2!tid=%lu\n",pthread_self());
    pthread_exit(NULL);
}

int main()
{
    pthread_t tid1,tid2;
    int ret;
    ret = pthread_create(&tid1,NULL,fun1,NULL);  // 創建線程1
    if(ret != 0)  // 線程創建失敗
    {
        printf("Create thread1 error!");
        return -1;
    }
    ret = pthread_create(&tid2,NULL,fun2,NULL);  // 創建線程2
    if(ret != 0)  // 線程創建失敗
    {
        printf("Create thread2 error!");
        return -1;
    }
    printf("This is main thread!tid=%lu\n",pthread_self());
    pthread_join(tid1,NULL);  // 等待線程1退出
    pthread_join(tid2,NULL);  // 等待線程2退出
    return 0;
}