تفاوت بین Multiprocessing و Asynchronous Programming
Multiprocessing و Asynchronous Programming (برنامه‌نویسی ناهمگام) دو روش مختلف برای بهبود کارایی و اجرای همزمان وظایف هستند، اما هرکدام برای موارد خاصی بهینه شده‌اند.
۱. تعریف کلی
- Multiprocessing: اجرای چندین فرایند مستقل (Process) به‌طور همزمان روی چندین هسته پردازنده (CPU)، که هر فرایند حافظه و منابع جداگانه دارد.
- Asynchronous Programming: یک مدل تک‌نخی (Single Threaded) که از زمان‌بندی غیرهمزمان (Event Loop) برای اجرای وظایف بدون مسدود شدن استفاده می‌کند.
۲. نحوه اجرا
- Multiprocessing: از چندین فرایند مجزا که روی پردازنده‌های مختلف اجرا می‌شوند استفاده می‌کند، بنابراین اجرای واقعی موازی (True Parallelism) را فراهم می‌کند.
- Async: به‌جای اجرای همزمان واقعی، وظایف را زمان‌بندی (Scheduling) می‌کند تا هنگام انتظار برای عملیات ورودی/خروجی (I/O)، پردازنده بی‌کار نماند.
۳. معماری پردازشی
- Multiprocessing: هر پردازش فضای حافظه جداگانه دارد و داده‌ها باید از طریق روش‌های ارتباط بین پردازشی (IPC - Inter-Process Communication) منتقل شوند.
- Async: تمام وظایف در یک پردازش و یک نخ اجرا می‌شوند، اما به‌جای توقف پردازش، کنترل بین وظایف مختلف جابه‌جا می‌شود.
۴. تأثیر بر GIL در پایتون
- Multiprocessing: از چندین فرایند استفاده می‌کند، بنابراین تحت تأثیر Global Interpreter Lock (GIL) قرار نمی‌گیرد و مناسب برای پردازش‌های سنگین CPU است.
- Async: در یک نخ اجرا می‌شود، بنابراین تحت تأثیر GIL قرار دارد و مناسب برای عملیات I/O محور است.
۵. مصرف منابع
- Multiprocessing: مصرف حافظه بالاتر، چون هر پردازش حافظه جداگانه‌ای دارد.
- Async: سبک‌تر است، چون همه وظایف در یک پردازش و یک نخ اجرا می‌شوند.
۶. موارد استفاده
| روش | کاربردها |
|---|---|
| Multiprocessing | محاسبات پیچیده، پردازش داده‌های حجیم، یادگیری ماشین |
| Async | برنامه‌های تحت وب، درخواست‌های شبکه‌ای، خواندن/نوشتن فایل بدون مسدود شدن |
۷. جمع‌بندی
- اگر پردازش‌های سنگین CPU دارید (مانند پردازش تصویر، یادگیری ماشین)، از Multiprocessing استفاده کنید.
- اگر عملیات I/O زیادی دارید (مانند درخواست‌های وب، خواندن و نوشتن فایل)، از Async استفاده کنید.