多进程与多线程的选择

 

作者：王姗姗，华清远见嵌入式学院讲师。

 上周去参加答辩，内容是安防系统，然后就想到了我们如何来实现我们的程序，是选择进程还是线程。带着疑惑，查了些资料，总结如下：

1、首先要明确进程和线程的含义：

进程（Process）是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。与程序相比，程序只是一组指令的有序集合，它本身没有任何运行的含义，只是一个静态实体。进程是程序在某个数据集上的执行，是一个动态实体。它因创建而产生，因调度而运行，因等待资源或事件而被处于等待状态，因完成任务而被撤消，反映了一个程序在一定的数据集上运行的全部动态过程。

每个正在系统上运行的程序都是一个进程。每个进程包含一到多个线程。进程也可能是整个程序或者是部分程序的动态执行。线程是一组指令的集合，或者是程序的特殊段，它可以在程序里独立执行。也可以把它理解为代码运行的上下文。所以线程基本上是轻量级的进程，它负责在单个程序里执行多任务。通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。

多线程是为了同步完成多项任务，不是为了提高运行效率，而是为了提高资源使用效率来提高系统的效率。线程是在同一时间需要完成多项任务的时候实现的。

使用线程的好处有以下几点：

a)使用线程可以把占据长时间的程序中的任务放到后台去处理

b)用户界面可以更加吸引人，这样比如用户点击了一个按钮去触发某些事件的处理，可以弹出一个进度条来显示处理的进度

c)程序的运行速度可能加快

d)在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等，线程就比较有用了。在这种情况下我们可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。

2、其次来看下线程和进程的关系

线程是属于进程的，线程运行在进程空间内，同一进程所产生的线程共享同一内存空间，当进程退出时该进程所产生的线程都会被强制退出并清除。线程可与属于同一进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源，但是其本身基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的信息(如程序计数器、一组寄存器和栈)。

3、然后我们来看下线程和进程间的比较

4、设计时考虑的使用技巧

这里参照ang639在多进程和多线程设计思考中提及的原则:

1.尽量避免长驻内存的进程，例如那些很少用到的功能，或周期性很长（10分钟以上），把它们的功能提取出来，做成一个小的应用程序。需要的时候再把它们拉起来（如通过crontab配置，或直接system）。

2.把目标设计成子功能系统的组合可用提高重用的易用性和维护性。
把目标根据功能划分不同的子系统，子系统间遵循特定的协议（文本或XML），由通讯联系起来，协作完成目标。

也就是说，我们在做设计的时候可以如下考虑：

1、线程的创建以及线程间的通信和同步都比进程要快。 在多核CPU上的任务分割是对线程而言的，不是进程。

2、如果不需要频繁的创建和销毁 执行的效率是并不多的，需要频繁创建的话，线程快。

3、其它的就根据你的实际情况选择了， 要是没有数据通信什么的， 线程间的通信比进程间方便。最关键的一点,多线程可以让同一个程序的不同部分并发执行。

所以在做安防系统的时候，报警系统和监控系统之间可以用多进程来做，对于报警系统中可以用多线程来实现如果发生意外，可以向用户发送消息，同时鸣笛，以及如果是火警的话，可以打开阀门等。