Dasturlashda parallelizm nima?

Dasturlashda parallelizm bir yoki bir nechta vazifalarni bir vaqtning o'zida bajarilishi yoki bitta vaqtda bajarilayotgan ko'rinishidir, bu ilovalarining ishlashini va javob berish qobiliyatini oshiradi.

Bir nechta parallelizm turlari ajratiladi:

• Ko'p protsessli (Multiprocessing): Bir nechta mustaqil jarayonlarni ishlatadi, har biri o'z manzil maydoniga ega. Bu CPython'dagi GIL (Global Interpreter Lock) cheklovini yengib o'tadi va CPU intensiv vazifalar uchun mos keladi.

  import multiprocessing
  import time
  
  def worker(num):
      """Bir ish"""
      time.sleep(1)
      print(f'Ishchi {num} tugadi')
  
  if __name__ == '__main__':
      processes = []
      for i in range(5):
          p = multiprocessing.Process(target=worker, args=(i,))
          processes.append(p)
          p.start()
  
      for p in processes:
          p.join()
      print("Barcha ishchilar tugadi")
  

• Ko'p ipli (Multithreading): Bir jarayon ichida bir nechta iplarni ishlatadi, umumiy manzil maydonini bo'lishadi. CPython'da GIL sababli, iplar CPU-bound vazifalar uchun parallel ishlamaydi, ammo I/O-bound vazifalar uchun samarali.

  import threading
  import time
  
  def worker(num):
      """Bir ish"""
      time.sleep(1) # I/O operatsiyasini simulyatsiya qilish
      print(f'Ip {num} tugadi')
  
  threads = []
  for i in range(5):
      t = threading.Thread(target=worker, args=(i,))
      threads.append(t)
      t.start()
  
  for t in threads:
      t.join()
  print("Barcha iplar tugadi")
  

• Asinxron dasturlash (Asyncio): Bir ip va voqealar tsikli (event loop) yordamida vazifalarni boshqaradi. Yuqori yuklangan I/O-bound ilovalar va veb-serverlar uchun mos. I/O kutayotgan paytda bajarilishni bloklamaydi.

  import asyncio
  import time
  
  async def worker(num):
      """Bir asinxron ish"""
      await asyncio.sleep(1) # Asinxron I/O kutish
      print(f'Asinxron ishchi {num} tugadi')
  
  async def main():
      tasks = []
      for i in range(5):
          task = asyncio.create_task(worker(i))
          tasks.append(task)
      await asyncio.gather(*tasks)
      print("Barcha asinxron ishlar tugadi")
  
  if __name__ == '__main__':
      asyncio.run(main())
  

Yondashuv tanlovi vazifaning tabiatiga bog'liq:

Yondashuv	CPU-bound vazifalar	I/O-bound vazifalar	GIL	Xotira foydalanishi
Ko'p protsessli	A'lo	Yaxshi	Yengib o'tadi	Katta (o'z jarayoni)
Ko'p ipli	Yomon (GIL sababli)	A'lo	Bloklaydi	Kichik (umumiy jarayon)
Asinxron	Yomon	A'lo	Bloklamaydi	Kichik (bir ip)

Parallelizm sinxronizatsiya va resurslarni ehtiyotkorlik bilan boshqarishni talab qiladi, shuningdek, shoshilinch holatlar va deadlocklarni oldini oladi.