
服务器类型中的多线程和多进程是两种常见的 并发处理 方式,各有优缺点,以下是对这两种类型的详细解释、比较以及相关问题与解答:
一、 多进程服务器
1. 定义与特点
多进程服务器是指在接收到一个客户端请求时,服务器主进程会生成一个子进程来处理该请求,直到连接断开,子进程结束,每个子进程都有独立的地址空间,进程之间不共享内存和变量,但可以通过共享内存实现通信。
2. 优点
稳定性高 :由于各个子进程相互独立,当一个子进程出现问题时,不容易将影响蔓延到其他进程中,保证了提供服务的稳定性。
扩展性好 :便于通过增加机器进行分布式扩展。
3. 缺点
资源开销大 :操作系统生成一个子进程需要进行内存复制等操作,彼此进程内存独立,在资源和时间上会产生额外开销。
通信复杂 :进程间通信相对复杂,需要使用IPC(进程间通信)机制。
二、 多线程服务器
1. 定义与特点

多线程服务器是指服务器每收到一个客户端请求时,由服务器的主进程派生一个线程出来和该客户端交互,所有线程共享进程的地址空间和资源。
2. 优点
资源利用率高 :线程占用的内存少,CPU利用率高。
切换速度快 :线程的创建、销毁和切换速度比进程快。
3. 缺点
同步复杂 :多个线程共享同一进程的资源,容易导致数据竞争和死锁问题,需要复杂的同步机制。
稳定性相对较低 :一个线程崩溃可能导致整个进程崩溃。
三、相关问题与解答
问题1:为什么多线程服务器在处理大量并发请求时性能可能优于多进程服务器?
答:多线程服务器在处理大量并发请求时性能可能优于多进程服务器,主要是因为线程的创建和销毁速度比进程快,且线程切换的开销较小,线程共享进程的地址空间和资源,使得内存利用率更高,这也带来了数据同步和稳定性方面的问题。

问题2:在什么情况下选择多进程服务器而不是多线程服务器?
答:在以下情况下可能选择多进程服务器而不是多线程服务器:需要高稳定性,避免单个线程的崩溃导致整个服务不可用;任务之间需要严格的隔离,避免数据竞争和死锁;或者系统资源充足,能够承受进程间通信的开销。
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多线程和多进程的区别
要了解二者的区别与联系,首先得对进程与线程有一个宏观上的了解。 进程,是并发执行的程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位,是一个动态概念,竟争计算机系统资源的基本单位。 每一个进程都有一个自己的地址空间,即进程空间或(虚空间)。 进程空间的大小只与处理机的位数有关,一个16位长处理机的进程空间大小为216,而32位处理机的进程空间大小为232。 进程至少有5种基本状态,它们是:初始态,执行态,等待状态,就绪状态,终止状态。 线程,在网络或多用户环境下,一个服务器通常需要接收大量且不确定数量用户的并发请求,为每一个请求都创建一个进程显然是行不通的,——无论是从系统资源开销方面或是响应用户请求的效率方面来看。 因此,操作系统中线程的概念便被引进了。 线程,是进程的一部分,一个没有线程的进程可以被看作是单线程的。 线程有时又被称为轻权进程或轻量级进程,也是CPU调度的一个基本单位。 说到这里,我们对进程与线程都有了一个大体上的印象,现在开始说说二者大致的区别。 进程的执行过程是线状的,尽管中间会发生中断或暂停,但该进程所拥有的资源只为该线状执行过程服务。 一旦发生进程上下文切换,这些资源都是要被保护起来的。 这是进程宏观上的执行过程。 而进程又可有单线程进程与多线程进程两种。 我们知道,进程有一个进程控制块PCB,相关程序段和该程序段对其进行操作的数据结构集这三部分,单线程进程的执行过程在宏观上是线性的,微观上也只有单一的执行过程;而多线程进程在宏观上的执行过程同样为线性的,但微观上却可以有多个执行操作(线程),如不同代码片段以及相关的数据结构集。 线程的改变只代表了CPU执行过程的改变,而没有发生进程所拥有的资源变化。 出了CPU之外,计算机内的软硬件资源的分配与线程无关,线程只能共享它所属进程的资源。 与进程控制表和PCB相似,每个线程也有自己的线程控制表TCB,而这个TCB中所保存的线程状态信息则要比PCB表少得多,这些信息主要是相关指针用堆栈(系统栈和用户栈),寄存器中的状态数据。 进程拥有一个完整的虚拟地址空间,不依赖于线程而独立存在;反之,线程是进程的一部分,没有自己的地址空间,与进程内的其他线程一起共享分配给该进程的所有资源。 线程可以有效地提高系统的执行效率,但并不是在所有计算机系统中都是适用的,如某些很少做进程调度和切换的实时系统。 使用线程的好处是有多个任务需要处理机处理时,减少处理机的切换时间;而且,线程的创建和结束所需要的系统开销也比进程的创建和结束要小得多。 最适用使用线程的系统是多处理机系统和网络系统或分布式系统。 ----------------------------------1.线程的执行特性。 线程只有3个基本状态:就绪,执行,阻塞。 线程存在5种基本操作来切换线程的状态:派生,阻塞,激活,调度,结束。 2.进程通信。 单机系统中进程通信有4种形式:主从式,会话式,消息或邮箱机制,共享存储区方式。 主从式典型例子:终端控制进程和终端进程。 会话式典型例子:用户进程与磁盘管理进程之间的通信。
多线程并发服务器的缺点是什么?可采用什么克服
多线程处理的优点同步应用程序的开发比较容易,但由于需要在上一个任务完成后才能开始新的任务,所以其效率通常比多线程应用程序低。 如果完成同步任务所用的时间比预计时间长,应用程序可能会不响应。 多线程处理可以同时运行多个过程。 例如,文字处理器应用程序在您处理文档的同时,可以检查拼写(作为单独的任务)。 由于多线程应用程序将程序划分成独立的任务,因此可以在以下方面显著提高性能:多线程技术使程序的响应速度更快,因为用户界面可以在进行其他工作的同时一直处于活动状态。 当前没有进行处理的任务可以将处理器时间让给其他任务。 占用大量处理时间的任务可以定期将处理器时间让给其他任务。 可以随时停止任务。 可以分别设置各个任务的优先级以优化性能。 是否需要创建多线程应用程序取决于多个因素。 在以下情况下,最适合采用多线程处理:耗时或大量占用处理器的任务阻塞用户界面操作。 各个任务必须等待外部资源(如远程文件或 Internet 连接)。 例如,用于跟踪 Web 页上的链接并下载满足特定条件的文件的 Internet 应用程序“robot”。 这种应用程序可以依次同步下载各个文件,也可以使用多线程同时下载多个文件。 多线程方法比同步方法的效率高很多,因为即使在某些线程中远程 Web 服务器的响应非常慢,也可以下载文件。 下面是多线程的例子还在Dos时代,人们就在寻求一种多任务的实现。 于是出现了TSR类型的后台驻留程序,比较有代表性的有Side Kick、Vsafe等优秀的TSR程序,这类程序的出现和应用确实给用户使用计算机带来了极大的方便,比如Side Kick,我们编程可以在不用进编辑程序的状态下,一边编辑源程序,一边编译运行,非常方便。 但是,Dos单任务操作系统的致命缺陷注定了在Dos下不可能开发出真正的多任务程序。 进入Windows3.1时代,这种情况依然没有根本的改变,一次应用只能做一件事。 比如数据库查询,除非应用编得很好,在查询期间整个系统将不响应用户的输入。 进入了Windows NT和Windows 9x时代,情况就有了彻底的改观,操作系统从真正意义上实现了多任务(严格地说,Win9x还算不上)。 一个应用程序,在需要的时候可以有许多个执行线程,每个线程就是一个小的执行程序,操作系统自动使各个线程共享CPU资源,确保任一线程都不能使系统死锁。 这样,在编程的时候,可以把费时间的任务移到后台,在前台用另一个线程接受用户的输入。 对那些对实时性要求比较高的编程任务,如网络客户服务、串行通信等应用时,多线程的实现无疑大大地增强了程序的可用性和稳固性。
面试总结,多进程和多线程的区别
一般的server需要完成如下任务:消息收发和消息处理。 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,消息解码和业务处理可以分线程设计。 4)可能扩展到多机分布的用进程,多核分布的用线程。 5)都满足需求的情况下,用你最熟悉、最拿手的方式。 至于”数据共享、同步“、“编程、调试”、“可靠性”这几个维度的所谓的“复杂、简单”应该怎么取舍,只能说:没有明确的选择方法。 一般有一个选择原则:如果多进程和多线程都能够满足要求,那么选择你最熟悉、最拿手的那个。
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