多进程与多线程性能比较

1.多进程与多线程并发速度的实验对比
在多进程与多线程并发运行速度的问题上，一般认为线程的创建销毁速度快，进程的创建销毁速度慢，多线程的速度要优于多进程。

为了得到明确结果，在192.168.1.141的主机上使用了thread.c和fork.c两个程序进行测试。

（测试程序基于论文《Linux系统下多线程与多进程性能分析》作者“周丽焦程波兰巨龙”）
fork.c
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#define P_NUMBER 127
#define COUNT 50
#define P_NUMBER 127 /* 并发进程数量*/
#define COUNT 50 /* 每进程打印字符串次数*/
char *s = "hello linux\0";
int main(void)
{
int i = 0, j = 0;
logFile = fopen(TEST_LOGFILE, "a+");
for (i = 0;i < P_NUMBER; i ++){
if (fork() == 0){
for (j = 0;j < COUNT; j ++){
printf("[%d]%s\n", j, s);
fprintf(logFile, "[%d]%s\n", j, s);
}
exit(0);
}
}
for (i = 0;i < P_NUMBER; i ++){
wait(0);
}
}
thread.c
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#define P_NUMBER 127 /* 并发线程数量*/
#define COUNT 50 /* 每线程打印字符串次数*/
#define Test_Log "logFile.log"
FILE *logFile = NULL;
char *s = "hello linux\0";
print_hello_linux() /* 线程执行的函数*/
{
int i = 0;
for(i = 0; i < COUNT; i ++)
{
printf("[%d]%s\n", i, s); /* 向控制台输出*/
fprintf(logFile, "[%d]%s\n", i, s); /* 向日志文件输出*/
}
pthread_exit(0); /* 线程结束*/
}
int main()
{
int i = 0;
pthread_t pid[P_NUMBER]; /* 线程数组*/
logFile = fopen(Test_Log, "a+"); /* 打开日志文件*/
for (i = 0; i < P_NUMBER; i ++)
pthread_create(&pid[i], NULL, (void *)print_hello_linux, NULL); /* 创建>
线程*/
for (i = 0; i < P_NUMBER; i ++)
pthread_join(pid[i], NULL); /* 回收线程*/
printf("over\n");
return 0;
}
在测试过程中，通过改变P_NUMBER和COUNT两个宏定义值，调整程序的执行。

测试结果如下表所示。

（实验数据均为经过5次运行得到的平均数据）
从实验结果中可以看出，在数据量较小且不进行数据共享时，多进程程序和多线程程序在并发处理上速度并没有明显的差别。

当数据量变大时，多进程有变慢的趋势。

在系统中，会有进程数量和线程数量限制，进程数量可通过“ulimit -a”命令查询，192.168.1.141上的默认进程数限制为1024个。

线程数量主要受虚拟内存和栈内存大小限制，192.168.1.141上默认线程数限制为1019个。

进程最大数量和线程最大数量均可修改。

2.多进程与多线程的性能对比
在不同的性能指标上，多进程与多线程有不同的优缺点，主要对比如下表所示。

3.结论
根据上一节的性能对比，可以得到以下结论。

i.需要频繁的创建与销毁，优先使用线程。

比如说在web应用中，需要频
繁的创建与销毁连接，这时使用多线程为佳。

ii.后台需要大量的计算，优先使用线程。

一般需要保证用户界面响应速度的系统都需要使用多线程，将后台运算和用户界面分成两个线程。

iii.需要保证系统的稳定性，使用进程。

对于需要长时间保持运行的程序，尽量使用进程。

iv.可能扩展到多机分布的优先使用进程，多核分布优先使用线程。

多线程对比多进程，优势在于多核CPU利用率高，在多核分布时优先使用线程。

当需要扩展到其它机器时，使用进程。

v.功能上有很强的相关性，使用线程；功能上相关性不高，使用进程。

比如在服务器上需要完成如下任务：消息收发、消息处理。

“消息收发”和“消息处理”就是弱相关的任务，而“消息处理”里面可能又分为“消息解码”、“业务处理”，这两个任务相对来说相关性就要强多了。

因此“消息收发”和“消息处理”可以分进程设计，“消息解码”、“业务处理”可以分线程设计。