تفاوت بین Multiprocessing و Multithreading
Multiprocessing و Multithreading دو روش رایج برای اجرای همزمان (Concurrency) چندین وظیفه در یک سیستم هستند، اما تفاوت‌های کلیدی دارند.
۱. تعریف کلی
- Multiprocessing: اجرای چندین فرایند مستقل (Process) به‌طور همزمان، هرکدام با فضای حافظه جداگانه.
- Multithreading: اجرای چندین نخ (Thread) درون یک فرایند که حافظه و منابع مشترکی دارند.
۲. معماری پردازشی
- Multiprocessing: هر فرایند حافظه مستقل دارد و می‌تواند روی چندین پردازنده (CPU) به‌طور موازی اجرا شود.
- Multithreading: تمام نخ‌ها در یک پردازش اجرا شده و از یک فضای حافظه مشترک استفاده می‌کنند.
۳. نحوه اجرا
- Multiprocessing: از پردازنده‌های مختلف استفاده می‌کند و اجرای واقعی موازی (True Parallelism) دارد.
- Multithreading: به‌طور معمول در یک CPU اجرا شده و اجرای شبه‌موازی (Concurrency) را فراهم می‌کند.
۴. ارتباط بین وظایف
- Multiprocessing: برای ارتباط بین پردازش‌ها (IPC - Inter-Process Communication) از روش‌هایی مانند Shared Memory و Message Passing استفاده می‌شود.
- Multithreading: نخ‌ها مستقیماً به حافظه مشترک دسترسی دارند، که ارتباط بین آن‌ها را آسان‌تر می‌کند اما خطر شرایط رقابتی (Race Conditions) و بن‌بست (Deadlock) را افزایش می‌دهد.
۵. مدیریت منابع
- Multiprocessing: چون هر فرایند جداگانه اجرا می‌شود، مصرف حافظه و منابع بیشتری دارد.
- Multithreading: سبک‌تر است، چون نخ‌ها حافظه و منابع را به اشتراک می‌گذارند.
۶. تأثیر GIL در پایتون
- Multiprocessing: از چندین پردازش مستقل استفاده می‌کند، بنابراین تحت تأثیر Global Interpreter Lock (GIL) در پایتون نیست.
- Multithreading: چون همه نخ‌ها در یک پردازش اجرا می‌شوند، GIL باعث می‌شود که نخ‌ها در یک لحظه فقط یکی اجرا شود.
۷. پایداری و ایزوله بودن
- Multiprocessing: اگر یک فرایند دچار خطا شود، بر سایر فرایندها تأثیر نمی‌گذارد.
- Multithreading: خرابی یک نخ می‌تواند کل فرایند را دچار مشکل کند.
۸. کاربردها
| روش | کاربردها |
|---|---|
| Multiprocessing | پردازش‌های سنگین مانند محاسبات علمی، پردازش تصویر و هوش مصنوعی |
| Multithreading | وظایف سبک مانند مدیریت درخواست‌های وب، برنامه‌های رابط کاربری و عملیات I/O |
جمع‌بندی
- اگر به استفاده از چندین هسته پردازنده برای پردازش سنگین نیاز دارید، Multiprocessing گزینه بهتری است.
- اگر نیاز به اجرای همزمان وظایف سبک در یک پردازش دارید، Multithreading مناسب‌تر است.