Python进程、线程、协程的对比

1. 执行过程

  • 每个线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,必须依存在进程中,由进程提供多个线程执行控制。每个线程都有他自己的一组CPU寄存器,称为线程的上下文,该上下文反映了线程上次运行该线程的CPU寄存器的状态。
  • 协程,又称微线程,Coroutine。执行过程中,在子程序内部可中断,然后转而执行别的子程序,在适当的时候再返回来接着执行。实际上就是对函数调用流程的一种控制方式,让函数互相协作配合,这就是协程。

2. 调度方式

  • 进程和线程完全由操作系统负责调度,程序自己不能决定什么时候执行,执行多长时间。
  • 协程则是在程序中,自己负责调度,更加灵活,但复杂度较高。

3. 运行效率

  • 进程是重量级别的程序,创建和销毁开销大。
  • 线程是轻量级别的程序,相比进程下创建和销毁开销小,切换速度较快。
  • 协程则是单线程的异步编程模型。和多线程比,线程数量越多,CPU就会花掉更多时间在切换中,而没有线程切换、保存上下文的开销的协程,相比下运行效率则更高。第二大优势就是不需要多线程的锁机制,因为只有一个线程,也不存在同时写变量冲突,在协程中控制共享资源不加锁,所以协程性能优势更加明显。

4. CPU利用

  • 线程和协程由于CPython中全局解释器锁GIL的问题,只能使用到单核CPU的计算资源
  • 进程则可以运行多个(数量与CPU核心数相同),充分利用多核CPU

CPython解释器本身不是线程安全的,因此需要全局解释器锁GIL,一次只允许一个线程执行Python字节码。因此一个Python进程不能同时使用到多个CPU核心。
然而,标准库中所有执行阻塞型 IO 操作的函数,在等待结果返回时都会释放GIL。这意味着尽管有GIL,Python线程还是能在 IO 密集型任务中一展身手。 引用自《流畅的Python》

5. 最佳实践

  • 线程和协程推荐在IO密集型的任务(比如网络调用)中使用,而在CPU密集型的任务中,表现较差。
  • 对于CPU密集型的任务,则需要多个进程,绕开GIL的限制,利用所有可用的CPU核心,提高效率。
  • 所以大并发下的最佳实践就是多进程+协程,既充分利用多核,又充分发挥协程的高效率,可获得极高的性能。
    顺便一提,非常流行的一个爬虫框架Scrapy就是用到异步框架Twisted来进行任务的调度,这也是Scrapy框架高性能的原因之一。
参考链接

廖雪峰的Python教程
廖雪峰 协程

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,242评论 5 459
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,769评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,484评论 0 319
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,133评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,007评论 4 355
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,080评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,496评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,190评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,464评论 1 290
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,549评论 2 309
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,330评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,205评论 3 312
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,567评论 3 298
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,889评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,160评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,475评论 2 341
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,650评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容