原文出处： 饒木陽
Python是运行在解释器中的语言，查找资料知道，python中有一个全局锁（GIL），在使用多线程(Thread)的情况下，不能发挥多核的优势。而使用多进程(Multiprocess)，则可以发挥多核的优势真正地提高效率。
对比实验
资料显示，如果多线程的进程是CPU密集型的，那多线程并不能有多少效率上的提升，相反还可能会因为线程的频繁切换，导致效率下降，推荐使用多进程；如果是IO密集型，多线程进程可以利用IO阻塞等待时的空闲时间执行其他线程，提升效率。所以我们根据实验对比不同场景的效率
| 操作系统 | CPU | 内存 | 硬盘 |
|---|---|---|---|
| Windows 10 | 双核 | 8GB | 机械硬盘 |
(1)引入所需要的模块
1 2 3 4 | import requests import time from threading import Thread from multiprocessing import Process |
(2)定义CPU密集的计算函数
Python
1 2 3 4 5 6 7 | def count(x, y): # 使程序完成150万计算 c = 0 while c < 500000: c += 1 x += x y += y |
（3）定义IO密集的文件读写函数
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | def write(): f = open("test.txt", "w") for x in range(5000000): f.write("testwrite\n") f.close()
def read(): f = open("test.txt", "r") lines = f.readlines() f.close() |
(4) 定义网络请求函数
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | _head = { 'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/48.0.2564.116 Safari/537.36'} url = "http://www.tieba.com" def http_request(): try: webPage = requests.get(url, headers=_head) html = webPage.text return {"context": html} except Exception as e: return {"error": e} |
(5)测试线性执行IO密集操作、CPU密集操作所需时间、网络请求密集型操作所需时间
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | # CPU密集操作 t = time.time() for x in range(10): count(1, 1) print("Line cpu", time.time() - t)
# IO密集操作 t = time.time() for x in range(10): write() read() print("Line IO", time.time() - t)
# 网络请求密集型操作 t = time.time() for x in range(10): http_request() print("Line Http Request", time.time() - t) |
输出
CPU密集：95.6059999466、91.57099986076355 92.52800011634827、 99.96799993515015
IO密集：24.25、21.76699995994568、21.769999980926514、22.060999870300293
网络请求密集型: 4.519999980926514、8.563999891281128、4.371000051498413、4.522000074386597、14.671000003814697
(6)测试多线程并发执行CPU密集操作所需时间
Python
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | counts = [] t = time.time() for x in range(10): thread = Thread(target=count, args=(1,1)) counts.append(thread) thread.start()
e = counts.__len__() while True: for th in counts: if not th.is_alive(): e -= 1 if e <= 0: break print(time.time() - t) |
Output: 99.9240000248 、101.26400017738342、102.32200002670288
(7)测试多线程并发执行IO密集操作所需时间
Python
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | def io(): write() read()
t = time.time() ios = [] t = time.time() for x in range(10): thread = Thread(target=count, args=(1,1)) ios.append(thread) thread.start()
e = ios.__len__() while True: for th in ios: if not th.is_alive(): e -= 1 if e <= 0: break print(time.time() - t) |
Output: 25.69700002670288、24.02400016784668
(8)测试多线程并发执行网络密集操作所需时间
Python
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | t = time.time() ios = [] t = time.time() for x in range(10): thread = Thread(target=http_request) ios.append(thread) thread.start()
e = ios.__len__() while True: for th in ios: if not th.is_alive(): e -= 1 if e <= 0: break print("Thread Http Request", time.time() - t) |
Output: 0.7419998645782471、0.3839998245239258、0.3900001049041748
(9)测试多进程并发执行CPU密集操作所需时间
Python
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | counts = [] t = time.time() for x in range(10): process = Process(target=count, args=(1,1)) counts.append(process) process.start() e = counts.__len__() while True: for th in counts: if not th.is_alive(): e -= 1 if e <= 0: break print("Multiprocess cpu", time.time() - t) |
Output: 54.342000007629395、53.437999963760376
(10)测试多进程并发执行IO密集型操作
Python
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | t = time.time() ios = [] t = time.time() for x in range(10): process = Process(target=io) ios.append(process) process.start()
e = ios.__len__() while True: for th in ios: if not th.is_alive(): e -= 1 if e <= 0: break print("Multiprocess IO", time.time() - t) |
Output: 12.509000062942505、13.059000015258789
(11)测试多进程并发执行Http请求密集型操作
Python
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | t = time.time() httprs = [] t = time.time() for x in range(10): process = Process(target=http_request) ios.append(process) process.start()
e = httprs.__len__() while True: for th in httprs: if not th.is_alive(): e -= 1 if e <= 0: break print("Multiprocess Http Request", time.time() - t) |
Output: 0.5329999923706055、0.4760000705718994
实验结果
| CPU密集型操作 | IO密集型操作 | 网络请求密集型操作 | |
|---|---|---|---|
| 线性操作 | 94.91824996469 | 22.46199995279 | 7.3296000004 |
| 多线程操作 | 101.1700000762 | 24.8605000973 | 0.5053332647 |
| 多进程操作 | 53.8899999857 | 12.7840000391 | 0.5045000315 |
通过上面的结果，我们可以看到：
多线程在IO密集型的操作下似乎也没有很大的优势（也许IO操作的任务再繁重一些就能体现出优势），在CPU密集型的操作下明显地比单线程线性执行性能更差，但是对于网络请求这种忙等阻塞线程的操作，多线程的优势便非常显著了
多进程无论是在CPU密集型还是IO密集型以及网络请求密集型（经常发生线程阻塞的操作）中，都能体现出性能的优势。不过在类似网络请求密集型的操作上，与多线程相差无几，但却更占用CPU等资源，所以对于这种情况下，我们可以选择多线程来执行