多进程编程和多线程编程的区别，应用场景
进程是操作系统 “资源分配” 的基本单位，线程是 “CPU 调度” 的基本单位。
| 对比维度 | 多进程（Multi-Process） | 多线程（Multi-Thread） |
|---|---|---|
| 资源占用 | 每个进程有独立的地址空间（代码段、数据段、堆、栈）、文件描述符等，资源占用大。例：两个进程的堆内存完全隔离，一个进程修改堆数据不会影响另一个。 | 所有线程共享所属进程的地址空间（堆、代码段、数据段），仅线程栈、寄存器是独立的，资源占用小。例：线程 A 修改堆中的全局变量，线程 B 能直接读取到修改后的值。 |
| 通信方式 | 需通过 “进程间通信（IPC）” 机制，如管道（Pipe）、消息队列、共享内存、信号量、Socket 等，通信复杂度高。 | 可直接通过 “共享内存”（如全局变量、堆数据）通信，仅需同步机制（互斥锁、条件变量、信号量）避免数据竞争，通信效率高。 |
| CPU 切换开销 | 进程切换需保存 / 恢复整个进程的地址空间、寄存器、文件描述符等，属于 “内核态切换”，开销大（通常是线程切换的 10-100 倍）。 | 线程切换仅需保存 / 恢复线程栈和寄存器，共享进程资源，切换开销小（轻量级调度）。 |
| 稳定性与隔离性 | 进程间完全隔离，一个进程崩溃（如内存越界）不会影响其他进程，稳定性高。例：浏览器的一个标签页（进程）崩溃，其他标签页正常运行。 | 线程共享进程资源，一个线程崩溃（如野指针访问）会导致整个进程崩溃，稳定性低。例：一个线程内存越界，整个程序直接退出。 |
| 创建与销毁开销 | 创建 / 销毁进程需分配 / 释放独立资源（地址空间、文件描述符），开销大。 | 创建 / 销毁线程仅需分配 / 释放线程栈和寄存器，开销小（通常是进程的 1/10 左右）。 |
| 多核利用能力 | 进程天然支持多核（每个进程可调度到不同 CPU 核心），无额外限制。 | 线程也支持多核（同一进程的多个线程可调度到不同核心），但需注意 “GIL（全局解释器锁）” 限制（如 Python）——GIL 下同一时间仅一个线程执行 Python 字节码，多核利用率受限。 |
| 权限控制 | 可通过进程权限隔离（如 Linux 的 UID/GID）实现不同进程的权限管控，灵活性高。 | 线程共享进程权限，无法为单个线程设置独立权限。 |
1. 多进程编程的典型应用场景
当场景需要高隔离性、高稳定性，或需规避线程安全问题时，优先选择多进程：
- 浏览器多标签页：每个标签页是一个独立进程，避免一个标签页崩溃（如网页脚本错误）导致整个浏览器卡死，同时隔离不同页面的内存访问（防止恶意页面窃取数据）。
- 服务器多服务部署：如 Linux 下的 Nginx（多进程模型），主进程管理配置，子进程处理客户端请求，子进程崩溃后主进程可快速重启，保证服务可用性；又如数据库服务（MySQL），通过多进程隔离不同客户端的连接请求，减少数据竞争风险。
- CPU 密集型任务（无 GIL 限制）：如 C++ 实现的视频编码、大数据计算（如 Spark 的 Worker 进程），每个进程占用一个 CPU 核心，充分利用多核资源，且进程间无数据共享，无需处理同步问题。
- 权限隔离场景：如操作系统的 “沙箱机制”（如 Chrome 的沙箱进程），通过低权限进程运行不可信代码（如网页插件），即使代码恶意攻击，也无法突破进程权限边界影响系统核心。
2. 多线程编程的典型应用场景
当场景需要低开销、高效通信，且能接受 “线程崩溃影响进程” 的风险时，优先选择多线程：
- IO 密集型任务：如服务器的并发请求处理（如 Java 的 Tomcat、Python 的 Flask/Django，在 GIL 释放场景下）、网络爬虫、文件读写 —— 这类任务的核心是 “等待 IO 完成”（如等待网络响应、磁盘 IO），线程在等待时会释放 CPU，切换到其他线程执行，无需创建大量进程（减少资源占用）。例：一个爬虫程序用 100 个线程同时爬取 100 个网页，线程发起 HTTP 请求后等待响应，期间 CPU 可调度其他线程工作，相比 100 个进程节省大量内存（每个线程栈仅几 MB，进程则需几十 MB）。
- 需要共享数据的并发任务：如实时数据处理（如股票行情更新），多个线程同时读取 / 修改同一个 “行情缓存”（堆中的全局变量），通过互斥锁（如 C++ 的
std::mutex）保证数据一致性，通信效率远高于进程（无需 IPC）。 - GUI 程序的交互响应：如桌面应用（如 Qt、MFC 程序），主线程（UI 线程）处理用户操作（如点击按钮），子线程处理耗时任务（如文件加载、数据计算）—— 若用进程，UI 进程与任务进程的通信（如更新进度条）会很繁琐，而线程可直接修改 UI 控件的属性（需注意 UI 线程安全，如 Qt 的
signal/slot机制）。 - 低延迟场景：如高频交易系统，线程切换开销小（微秒级），能快速响应市场价格变化；若用进程，切换开销（毫秒级）会导致错过交易时机。