python多進程和多線程究竟誰更快(詳解)

2020-01-04 17:15:05

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供稿：網友

python3.6

threading和multiprocessing

四核+三星250G-850-SSD

自從用多進程和多線程進行編程，一致沒搞懂到底誰更快。網上很多都說python多進程更快，因為GIL(全局解釋器鎖)。但是我在寫代碼的時候，測試時間卻是多線程更快，所以這到底是怎么回事？最近再做分詞工作，原來的代碼速度太慢，想提速，所以來探求一下有效方法(文末有代碼和效果圖)

這里先來一張程序的結果圖，說明線程和進程誰更快

python,多線程,多進程

一些定義

并行是指兩個或者多個事件在同一時刻發生。并發是指兩個或多個事件在同一時間間隔內發生

線程是操作系統能夠進行運算調度的最小單位。它被包含在進程之中，是進程中的實際運作單位。一個程序的執行實例就是一個進程。

實現過程

而python里面的多線程顯然得拿到GIL,執行code，最后釋放GIL。所以由于GIL，多線程的時候拿不到，實際上，它是并發實現，即多個事件，在同一時間間隔內發生。

但進程有獨立GIL，所以可以并行實現。因此，針對多核CPU，理論上采用多進程更能有效利用資源。

現實問題

在網上的教程里面，經常能見到python多線程的身影。比如網絡爬蟲的教程、端口掃描的教程。

這里拿端口掃描來說，大家可以用多進程實現下面的腳本，會發現python多進程更快。那么不就是和我們分析相悖了嗎？

import sys,threadingfrom socket import *host = "127.0.0.1" if len(sys.argv)==1 else sys.argv[1]portList = [i for i in range(1,1000)]scanList = []lock = threading.Lock()print('Please waiting... From ',host)def scanPort(port):  try:    tcp = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)    tcp.connect((host,port))  except:    pass  else:    if lock.acquire():      print('[+]port',port,'open')      lock.release()  finally:    tcp.close()for p in portList:  t = threading.Thread(target=scanPort,args=(p,))  scanList.append(t)for i in range(len(portList)):  scanList[i].start()for i in range(len(portList)):  scanList[i].join()

誰更快

因為python鎖的問題，線程進行鎖競爭、切換線程，會消耗資源。所以，大膽猜測一下：

在CPU密集型任務下，多進程更快，或者說效果更好；而IO密集型，多線程能有效提高效率。

大家看一下下面的代碼：

import timeimport threadingimport multiprocessingmax_process = 4max_thread = max_processdef fun(n,n2):  #cpu密集型  for i in range(0,n):    for j in range(0,(int)(n*n*n*n2)):      t = i*jdef thread_main(n2):  thread_list = []  for i in range(0,max_thread):    t = threading.Thread(target=fun,args=(50,n2))    thread_list.append(t)  start = time.time()  print(' [+] much thread start')  for i in thread_list:    i.start()  for i in thread_list:    i.join()  print(' [-] much thread use ',time.time()-start,'s')def process_main(n2):  p = multiprocessing.Pool(max_process)  for i in range(0,max_process):    p.apply_async(func = fun,args=(50,n2))  start = time.time()  print(' [+] much process start')  p.close()#關閉進程池  p.join()#等待所有子進程完畢  print(' [-] much process use ',time.time()-start,'s')if __name__=='__main__':  print("[++]When n=50,n2=0.1:")  thread_main(0.1)  process_main(0.1)  print("[++]When n=50,n2=1:")  thread_main(1)  process_main(1)  print("[++]When n=50,n2=10:")  thread_main(10)  process_main(10)

結果如下：

python,多線程,多進程