Python多任務編程：進程、線程、協程的區別及應用場景
多任務編程是現代計算機應用開發的基礎。Python語言提供了多種實現多任務編程的方式，如進程、線程、協程等。本文將介紹Python中進程、線程、協程的概念、區別及應用場景，并通過代碼示例幫助讀者更好地理解。
一、進程
1.概念
進程是操作系統中正在運行的一個程序。每個進程都有自己的地址空間和數據棧，程序之間互相獨立，不會相互影響。Python通過multiprocessing模塊實現進程的創建和管理。
2.代碼示例
import multiprocessing
def worker(num):
print('Worker %d is running' % num)
if __name__ == '__main__':
for i in range(5):
p = multiprocessing.Process(target=worker, args=(i,))
p.start()
進程是操作系統級別的多任務實現方式。每個進程擁有獨立的內存空間和系統資源，可以并行執行不同的任務。但是，進程的創建和銷毀需要較大的系統開銷，所以在一些場景下不適合使用。
二、線程
1.概念
線程是進程中的執行單元，是進程中的一個實體。一個進程中可以包含多個線程，它們共享進程的內存空間和系統資源。Python通過threading模塊實現線程的創建和管理。
2.代碼示例
import threading
def worker(num):
print('Worker %d is running' % num)
if __name__ == '__main__':
for i in range(5):
t = threading.Thread(target=worker, args=(i,))
t.start()
3.總結
線程是比進程更輕量級的多任務實現方式。線程共享進程的內存空間和系統資源，可以并發執行不同的任務，但是同一時刻只能有一個線程在執行。Python中的全局解釋器鎖（GIL）限制了同一時刻只有一個線程執行Python字節碼，所以在一些計算密集型任務中使用多線程并不能提高程序的性能。
三、協程
1.概念
協程是一種用戶級別的輕量級線程，也稱為微線程。它可以在單個線程中實現多任務，不需要進行線程切換，因此具有高效、低開銷等特點。Python通過asyncio模塊實現協程的創建和管理。
2.代碼示例
import asyncio
async def worker(num):
print('Worker %d is running' % num)
if __name__ == '__main__':
loop = asyncio.get_event_loop()
tasks = [worker(i) for i in range(5)]
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
loop.close()
3.總結
協程是一種輕量、高效的多任務實現方式。它可以在單個線程中實現多任務，不需要進行線程切換，避免了線程切換的性能開銷。但是，協程需要依賴于asyncio框架，對代碼的編寫和調試有一定的要求。
四、應用場景
1.進程
進程適合處理計算密集型任務，如圖像處理、視頻編碼等。因為進程之間的內存空間相互獨立，一個進程崩潰不會影響其他進程的運行穩定性。
2.線程
線程適合處理I/O密集型任務，如網絡請求、文件讀寫等。因為線程共享進程的內存空間和系統資源，可以更好地利用CPU和內存資源。
3.協程
協程適合處理高并發的I/O密集型任務，如Web服務器的處理請求。因為協程不需要進行線程切換，可以更好地處理大量并發請求。
Python提供了多種實現多任務編程的方式，如進程、線程、協程等。根據任務類型和需求，選擇合適的多任務實現方式可以更好地利用計算機資源，提高程序的性能和穩定性。
