Middle
27
0
questionbank

В чем разница между асинхронным программированием, потоками и мультипроцессорной обработкой?

Answer from sobes.tech neural network
АспектАсинхронное программированиеПотоки (Threads)Мультипроцессорная обработка (Multiprocessing)
ПараллелизмПсевдо-параллелизм (Concurrent) на одном ядреПсевдо-параллелизм (Concurrent) на одном ядреИстинный параллелизм (Parallel) на разных ядрах
РеализацияОднопоточная, управляемое циклом событий (event loop)Потоки внутри одного процессаОтдельные процессы
Обмен даннымиОбщие переменные с осторожностью (единый процесс)Общие переменные, блокировки (GIL в Python)Каналы, очереди, общая память (менее тривиально из-за отдельных адресных пространств)
Переключение контекстаБыстрое, на уровне корутин/функцийБыстрое, на уровне ядра ОСМедленнее, на уровне процессов ОС
Использование CPUПростаивает во время ожидания ввода/выводаБлокируется во время ожидания ввода/выводаПолностью использует доступные ядра CPU
Лучшие сценарииВвод/вывод-связанные задачи (сеть, файлы)Задачи, где блокируется только один поток (хоть и с GIL)Вычислительно-интенсивные задачи
ПримерОжидание ответа от сервераФоновое сохранение файлаПараллельная обработка больших данных

Асинхронное программирование в Python основано на asyncio и позволяет управлять множеством операций ввода/вывода эффективно в одном потоке. Вместо того чтобы блокироваться, функция "приостанавливается" и передает управление циклу событий, который может выполнять другие задачи, пока операция не завершится.

Потоки работают внутри одного процесса и делят общее адресное пространство памяти. Однако в CPython существует Global Interpreter Lock (GIL), который фактически не позволяет нескольким потокам выполнять код на Python одновременно на разных ядрах CPU. Поэтому потоки более полезны для задач, связанных с вводом/выводом, где освобождается GIL во время ожидания. Для CPU-bound задач GIL становится бутылочным горлышком.

Мультипроцессорная обработка запускает независимые процессы с собственными адресными пространствами памяти. Каждый процесс имеет

АспектАсинхронное программированиеПотоки (Threads)Мультипроцессорная обработка (Multiprocessing)
ПараллелизмПсевдо-параллелизм (Concurrent) на одном ядреПсевдо-параллелизм (Concurrent) на одном ядреИстинный параллелизм (Parallel) на разных ядрах
РеализацияОднопоточная, управляемое циклом событий (event loop)Потоки внутри одного процессаОтдельные процессы
Обмен даннымиОбщие переменные с осторожностью (единый процесс)Общие переменные, блокировки (GIL в Python)Каналы, очереди, общая память (менее тривиально из-за отдельных адресных пространств)
Переключение контекстаБыстрое, на уровне корутин/функцийБыстрое, на уровне ядра ОСМедленнее, на уровне процессов ОС
Использование CPUПростаивает во время ожидания ввода/выводаБлокируется во время ожидания ввода/выводаПолностью использует доступные ядра CPU
Лучшие сценарииВвод/вывод-связанные задачи (сеть, файлы)Задачи, где блокируется только один поток (хоть и с GIL)Вычислительно-интенсивные задачи
ПримерОжидание ответа от сервераФоновое сохранение файлаПараллельная обработка больших данных

Асинхронное программирование в Python основано на asyncio и позволяет управлять множеством операций ввода/вывода эффективно в одном потоке. Вместо того чтобы блокироваться, функция "приостанавливается" и передает управление циклу событий, который может выполнять другие задачи, пока операция не завершится.

Потоки работают внутри одного процесса и делят общее адресное пространство памяти. Однако в CPython существует Global Interpreter Lock (GIL), который фактически не позволяет нескольким потокам выполнять код на Python одновременно на разных ядрах CPU. Поэтому потоки более полезны для задач, связанных с вводом/выводом, где освобождается GIL во время ожидания. Для CPU-bound задач GIL становится бутылочным горлышком.

Мультипроцессорная обработка запускает независимые процессы с собственными адресными пространствами памяти. Каждый процесс имеет

Register or sign in to get access to full answers for all questions from the question bank.

async-programmingthreadingmultiprocessingconcurrencyparallelismio-boundcpu-bound