线程和进程的区别及Python代码实例

线程和进程是计算机操作系统中的两个基本概念，它们都是实现多任务的方法，但在具体使用中有着不同的特点和适用场景。

线程和进程的区别

定义

进程是指在计算机中运行的一段程序，可以理解为一个程序的实例；线程是进程中的一个执行单元，是 CPU 调度和分派的基本单位。

内存分配

进程有独立的内存空间，进程之间相互隔离，一个进程的内存不会被其他进程访问。

线程共享所属进程的内存空间，线程之间可以访问同一进程的共享变量。

执行方式

进程是资源调度的基本单位，进程是由操作系统来进行调度的，任务从一个进程向另一个进程切换会导致较大的系统开销。

线程是调度的基本单位，线程在同一进程内并发执行，由进程中的线程调度子系统负责调度。

创建销毁时间

进程的创建销毁需要完成很多的工作，因此需要相对较多的时间。

线程的创建销毁比进程更快，因为线程共享所属进程的资源，其创建和销毁是有操作系统内核负责的，并且相对于进程而言，线程的创建和管理开销非常小。

Python代码实例

进程示例

Python 中进程的使用需要引入 multiprocessing 模块。下面是一个简单的示例，通过创建进程来计算一个数的阶乘。

import multiprocessing

def factorial(x):
    if x == 1:
        return 1
    return x * factorial(x - 1)

if __name__ == "__main__":
    p = multiprocessing.Process(target=factorial, args=(5,))
    p.start()
    p.join()

在上面的示例中，我们通过 multiprocessing 模块创建了一个进程，该进程调用了 factorial 函数来计算 5 的阶乘。通过调用 start 方法来启动该进程，join 方法等待该进程运行结束。

线程示例

Python 中线程的使用需要引入 threading 模块。下面是一个简单的示例，通过创建线程来模拟多个用户同时访问一个共享变量。

import threading

count = 0
lock = threading.Lock()

def add_one():
    global count

    lock.acquire()
    count += 1
    print("Thread {} adds one. Count is {}.".format(threading.current_thread().name, count))
    lock.release()

if __name__ == "__main__":
    for i in range(10):
        t = threading.Thread(target=add_one, name="Thread-{}".format(i))
        t.start()

在上面的示例中，我们通过 threading 模块创建了 10 个线程，每个线程访问全局变量 count 并对其加一。通过 Lock 对象来保证每个线程的互斥访问，避免同时对 count 进行写操作，导致值的错误。运行结果如下：

Thread Thread-0 adds one. Count is 1.
Thread Thread-1 adds one. Count is 2.
Thread Thread-3 adds one. Count is 3.
Thread Thread-4 adds one. Count is 4.
Thread Thread-2 adds one. Count is 5.
Thread Thread-7 adds one. Count is 6.
Thread Thread-5 adds one. Count is 7.
Thread Thread-9 adds one. Count is 8.
Thread Thread-8 adds one. Count is 9.
Thread Thread-6 adds one. Count is 10.

在上面的执行结果中，可以看到多个线程对同一变量进行并发的读写操作，而最终的结果是正确的。