面试题：Python多线程与多进程的性能优化场景

Question

假设你有一个CPU密集型任务和一个I/O密集型任务，分别阐述在这两种任务场景下，如何选择使用Python的多线程或多进程来进行性能优化，并说明原因。

Answer 1

CPU密集型任务

• 选择：多进程。
• 原因：Python中的多线程受全局解释器锁（GIL）的限制，在同一时间只能有一个线程执行Python字节码，对于CPU密集型任务，多线程无法利用多核CPU的优势，因为线程在执行计算任务时需要频繁获取GIL，这导致其他线程只能等待。而多进程每个进程都有独立的Python解释器和内存空间，能充分利用多核CPU，并行执行计算任务，提升性能。

I/O密集型任务

• 选择：多线程。
• 原因：I/O密集型任务大部分时间都在等待I/O操作完成（如文件读写、网络请求等），在等待I/O的过程中，线程会释放GIL，使得其他线程有机会执行。所以多线程可以在I/O等待时切换到其他线程执行，充分利用等待时间，提高程序的整体运行效率。相比之下，多进程创建和销毁的开销较大，对于I/O密集型任务，多线程的轻量级特性更适合优化性能。