进程线程协程的区别

一、概念

1、进程

进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。每个进程都有自己的独立内存空间，不同进程通过进程间通信来通信。由于进程比较重量，占据独立的内存，所以上下文进程间的切换开销（栈、寄存器、虚拟内存、文件句柄等）比较大，但相对比较稳定安全。

2、线程

线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。线程间通信主要通过共享内存，上下文切换很快，资源开销较少，但相比进程不够稳定容易丢失数据。

3、协程

协程是一种用户态的轻量级线程，协程的调度完全由用户控制。协程拥有自己的寄存器上下文和栈。协程调度切换时，将寄存器上下文和栈保存到其他地方，在切回来的时候，恢复先前保存的寄存器上下文和栈，直接操作栈则基本没有内核切换的开销，可以不加锁的访问全局变量，所以上下文的切换非常快。

二、区别：

1、进程多与线程比较

线程是指进程内的一个执行单元,也是进程内的可调度实体。线程与进程的区别:

1) 地址空间:线程是进程内的一个执行单元，进程内至少有一个线程，它们共享进程的地址空间，而进程有自己独立的地址空间

2) 资源拥有:进程是资源分配和拥有的单位,同一个进程内的线程共享进程的资源

3) 线程是处理器调度的基本单位,但进程不是

4) 二者均可并发执行

5)?每个独立的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，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制

2、协程多与线程进行比较

1) 一个线程可以多个协程，一个进程也可以单独拥有多个协程，这样python中则能使用多核CPU。

2) 线程进程都是同步机制，而协程则是异步

3)?协程能保留上一次调用时的状态，每次过程重入时，就相当于进入上一次调用的状态

1、多进程一般使用multiprocessing库，来利用多核CPU，主要是用在CPU密集型的程序上，当然生产者消费者这种也可以使用。多进程的优势就是一个子进程崩溃并不会影响其他子进程和主进程的运行，但缺点就是不能一次性启动太多进程，会严重影响系统的资源调度，特别是CPU使用率和负载。使用多进程可以查看文章《python 多进程使用总结》。注：python2的进程池在类中的使用会有问题，需要把类函数定义成全局函数。具体可参考 http://bbs.chinaunix.net/thread-4111379-1-1.html

2、多线程一般是使用threading库，完成一些IO密集型并发操作。多线程的优势是切换快，资源消耗低，但一个线程挂掉则会影响到所有线程，所以不够稳定。现实中使用线程池的场景会比较多，具体可参考《python线程池实现》。

3、协程一般是使用gevent库，当然这个库用起来比较麻烦，所以使用的并不是很多。相反，协程在tornado的运用就多得多了，使用协程让tornado做到单线程异步，据说还能解决C10K的问题。所以协程使用的地方最多的是在web应用上。

总结一下就是IO密集型一般使用多线程或者多进程，CPU密集型一般使用多进程，强调非阻塞异步并发的一般都是使用协程，当然有时候也是需要多进程线程池结合的，或者是其他组合方式。

线程和进程的区别联系

1：线程定义

线程是进程的基本执行单元，一个进程的所有任务都在线程中执行

进程要想执行任务，必须得有线程，进程至少要有一条线程

程序启动会默认开启一条线程，这条线程被称为主线程或 UI 线程

2：进程定义

进程是指在系统中正在运行的一个应用程序

每个进程之间是独立的，每个进程均运行在其专用的且受保护的内存

3：进程与线程的区别

地址空间：同一进程的线程共享本进程的地址空间，而进程之间则是独立的地址空间。

资源拥有：同一进程内的线程共享本进程的资源如内存、I/O、cpu等，但是进程之间的资源是独立的。

一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响，但是一个线程崩溃整个进程都死掉。所以多进程要比多线程健壮。

进程切换时，消耗的资源大，效率高。所以涉及到频繁的切换时，使用线程要好于进程。同样如果要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程不能用进程

执行过程：每个独立的进程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序入口。但是线程不能独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。

线程是处理器调度的基本单位，但是进程不是。

4：多线程的意义

优点

能适当提高程序的执行效率

能适当提高资源的利用率（CPU，内存）

线程上的任务执行完成后，线程会自动销毁

缺点

开启线程需要占用一定的内存空间（默认情况下，每一个线程都占 512 KB）

如果开启大量的线程，会占用大量的内存空间，降低程序的性能

线程越多，CPU 在调用线程上的开销就越大

程序设计更加复杂，比如线程间的通信、多线程的数据共享

5：多线程的原理

（单核cpu）同一时间，cpu只能处理 1 个线程。换言之，同一时间只有 1 个线程在执行

多线程同时执行：

*是 cpu 快速的在多个线程之间的切换

* cpu 调度线程的时间足够快，就造成了多线程的“同时”执行效果

如果线程数非常多

* cpu 会在 N 个线程直接切换，消耗大量的 cpu 资源

* 每个线程调度的次数会降低，线程的执行效率降低

1、进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

2、线程是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，他是比进程更小的能独立运行的基本单位，线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（如程序计数器，一组寄存器和栈），一个线程可以创建和撤销另一个线程；

3、二者区别：

（1）调度：线程作为调度和分配的基本单位，进程作为拥有资源的基本单位。

（2）并发性：不仅进程之间可以并发执行，同一个进程的多个线程之间也可以并发执行。

（3）拥有资源：进程是拥有资源的一个独立单位，线程不拥有系统资源，但可以访问隶属于进程的资源。

（4）系统开销：在创建或撤销进程的时候，由于系统都要为之分配和回收资源，导致系统的明显大于创建或撤销线程时的开销。但进程有独立的地址空间，进程崩溃后，在保护模式下不会对其他的进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同的执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但是在进程切换时，耗费的资源较大，效率要差些。

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