面试题：Python多线程与多进程的适用场景

Question

假设你要开发一个网络爬虫项目，需要快速抓取大量网页数据并进行简单解析，同时还有一个项目是进行复杂的数值计算。请分别阐述在这两个项目中，使用Python多线程和多进程的合理性，并说明原因。

Answer 1

网络爬虫项目

• 多线程合理性：
  • I/O 密集型：网络爬虫主要是进行网络 I/O 操作，如请求网页、下载数据。Python 的多线程在 I/O 密集型任务中能有效利用时间片，在等待网络响应的时间里切换到其他线程工作，提高整体效率。
  • 资源开销小：线程共享进程的资源，创建和销毁线程的开销相对较小，适合快速频繁地发起网络请求任务。
• 多进程合理性：
  • 隔离性：如果爬虫过程中某个网页请求或解析出现异常，多进程可以避免影响其他进程的运行，增强程序稳定性。但相对多线程，创建进程开销大，资源占用多。

复杂数值计算项目

• 多线程合理性：
  • 不合理：Python 的全局解释器锁（GIL）限制，同一时刻只有一个线程能执行 Python 字节码，对于 CPU 密集型的数值计算，多线程无法真正利用多核 CPU 优势，反而会因为线程切换带来额外开销。
• 多进程合理性：
  • CPU 密集型：多进程可以充分利用多核 CPU 资源，每个进程有独立的 Python 解释器和内存空间，能并行执行数值计算任务，大大提高计算速度。
  • 稳定性：不同进程间相互独立，一个进程出现问题不会影响其他进程，适合复杂计算避免因局部错误导致整体崩溃。