Python 多執行緒與多進程：常見問題解答，掃除並發程式設計的障礙

1. 什麼是多執行緒和多行程？

多執行緒： 可以在同一進程中同時執行多個任務，執行緒是進程的子任務，共享相同的記憶體空間。

多進程： 可以在不同的進程中同時執行多個任務，進程是作業系統分配資源的基本單位，擁有獨立的記憶體空間。

2. 多執行緒和多行程的差別是什麼？

• 多執行緒共享記憶體空間，而多進程則擁有各自獨立的記憶體空間。
• 多執行緒比多行程更容易建立和管理，但多進程更穩定，不容易受到其他執行緒的影響。
• 多執行緒更適合運算密集型任務，而多行程更適合I/O密集型任務。

3. 多執行緒和多行程的優缺點是什麼？

優點：

• 多執行緒和多進程可以提高程式的效能，因為它們可以同時執行多個任務。
• 多執行緒和多進程可以提高程式的穩定性，因為它們可以將不同的任務隔離在不同的執行緒或進程中。

缺點：

• 多執行緒和多進程可能會帶來一些問題，例如死鎖定、競爭條件和資料競爭。
• 多執行緒和多進程可能會降低程式的效能，因為它們可能會增加系統開銷和記憶體消耗。

4. 如何選擇使用多執行緒還是多行程？

• 如果任務之間需要共享數據，那麼應該使用多執行緒。
• 如果任務之間不需要共享數據，那麼可以使用多個進程。
• 如果任務是計算密集型的，那麼可以使用多執行緒。
• 如果任務是I/O密集型的，那麼可以使用多進程。

5. 如何解決多執行緒和多行程的常見問題？

死鎖： 死鎖是指兩個或多個執行緒或進程相互等待，導致它們都無法繼續執行。解決死鎖的方法包括使用死鎖來偵測和避免演算法。

競爭條件： 競爭條件是指兩個或多個執行緒或行程同時存取共享數據，導致數據不一致。解決競爭條件的方法包括使用鎖定和互斥。

數據競爭： 數據競爭是指兩個或多個執行緒或進程同時存取共享數據，導致數據不一致。解決資料競爭的方法包括使用原子操作和記憶體屏障。

6. 多執行緒與多行程的程式碼範例

多執行緒範例：

import threading

def task1():
for i in range(10):
print("Task 1: ", i)

def task2():
for i in range(10):
print("Task 2: ", i)

if __name__ == "__main__":
thread1 = threading.Thread(target=task1)
thread2 = threading.Thread(target=task2)

thread1.start()
thread2.start()

thread1.join()
thread2.join()

多重進程範例：

import multiprocessing

def task1():
for i in range(10):
print("Task 1: ", i)

def task2():
for i in range(10):
print("Task 2: ", i)

if __name__ == "__main__":
process1 = multiprocessing.Process(target=task1)
process2 = multiprocessing.Process(target=task2)

process1.start()
process2.start()

process1.join()
process2.join()

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