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Python进程和线程(包含两者区别)

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几乎所有的操作系统都支持同时运行多个任务,每个任务通常是一个程序,每一个运行中的程序就是一个进程,即进程是应用程序的执行实例。现代的操作系统几乎都支持多进程并发执行。

注意,并发和并行是两个概念,并行指在同一时刻有多条指令在多个处理器上同时执行;并发是指在同一时刻只能有一条指令执行,但多个进程指令被快速轮换执行,使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果。

例如,程序员一边开着开发工具在写程序,一边开着参考手册备查,同时还使用电脑播放音乐……除此之外,每台电脑运行时还有大量底层的支撑性程序在运行……这些进程看上去像是在同时工作。

但事实的真相是,对于一个 CPU 而言,在某个时间点它只能执行一个程序。也就是说,只能运行一个进程,CPU 不断地在这些进程之间轮换执行。那么,为什么用户感觉不到任何中断呢?

这是因为相对人的感觉来说,CPU 的执行速度太快了(如果启动的程序足够多,则用户依然可以感觉到程序的运行速度下降了)。所以,虽然 CPU 在多个进程之间轮换执行,但用户感觉到好像有多个进程在同时执行。

线程是进程的组成部分,一个进程可以拥有多个线程。在多线程中,会有一个主线程来完成整个进程从开始到结束的全部操作,而其他的线程会在主线程的运行过程中被创建或退出。

当进程被初始化后,主线程就被创建了,对于绝大多数的应用程序来说,通常仅要求有一个主线程,但也可以在进程内创建多个顺序执行流,这些顺序执行流就是线程。

当一个进程里只有一个线程时,叫作单线程。超过一个线程就叫作多线程

每个线程必须有自己的父进程,且它可以拥有自己的堆栈、程序计数器和局部变量,但不拥有系统资源,因为它和父进程的其他线程共享该进程所拥有的全部资源。线程可以完成一定的任务,可以与其他线程共享父进程中的共享变量及部分环境,相互之间协同完成进程所要完成的任务。

多个线程共享父进程里的全部资源,会使得编程更加方便,需要注意的是,要确保线程不会妨碍同一进程中的其他线程。

线程是独立运行的,它并不知道进程中是否还有其他线程存在。线程的运行是抢占式的,也就是说,当前运行的线程在任何时候都可能被挂起,以便另外一个线程可以运行。

多线程也是并发执行的,即同一时刻,Python 主程序只允许有一个线程执行,这和全局解释器锁有关系,后续会做详细介绍。

一个线程可以创建和撤销另一个线程,同一个进程中的多个线程之间可以并发运行。

从逻辑的角度来看,多线程存在于一个应用程序中,让一个应用程序可以有多个执行部分同时执行,但操作系统无须将多个线程看作多个独立的应用,对多线程实现调度和管理以及资源分配,线程的调度和管理由进程本身负责完成。

简而言之,进程和线程的关系是这样的:操作系统可以同时执行多个任务,每一个任务就是一个进程,进程可以同时执行多个任务,每一个任务就是一个线程。
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