編程學習網 > 編程語言 > Python > asyncio 和多線程/多進程的區別?各自適合什么場景?
2025
09-23

asyncio 和多線程/多進程的區別?各自適合什么場景?


很多Python初學者,剛接觸到并發編程時,都會懵圈:asyncio、多線程、多進程,這仨到底有啥區別?啥場景該用哪個?不懂這個,面試妥妥得掛。今天我就來嘮嘮我這些年在項目中踩過的坑,說說這幾個“并發神器”的真實適用場景。

先從最“輕巧”的asyncio說起。

這玩意兒本質上是協程,也就是我們常說的“異步IO”。Python 3.5以后官方大力推的async/await語法,其實背后就是asyncio這個庫在撐著。它適合啥場景?一個詞:“IO密集型”。

比如你要寫個爬蟲,要從一堆網頁抓數據,網頁響應賊慢,一次請求可能得幾百毫秒甚至幾秒鐘。如果你用同步方式寫,等待網頁響應的時間CPU啥都干不了,就浪費了。而用asyncio就不一樣了,它會在IO等待期間“讓出”控制權,去處理別的任務,等網頁響應回來再切回來繼續執行。效率高得不是一點半點。

我當年寫一個異步郵件群發系統(別想歪,正經業務郵件),就是用asyncio+aiohttp搞的,幾千封郵件幾分鐘搞定,CPU占用不到10%。那場景,要是用多線程干,線程開多了系統直接卡死;用多進程?別鬧,那就是拿高射炮打蚊子。

不過asyncio也不是萬能的,它最大的短板就是不擅長處理CPU密集型任務。啥叫CPU密集型?比如你要做大規模數據加密、圖像識別、機器學習訓練這種,需要瘋狂跑CPU的活,asyncio就沒法發揮優勢了。因為Python的GIL(全局解釋器鎖)機制,哪怕你寫的是異步代碼,CPU也就老老實實在一個線程里跑,根本沒法并發執行計算密集的任務。

那這時候就得請出多進程了。

多進程是啥?就是操作系統層面直接起多個Python進程,各自有獨立內存空間,互相不搶GIL,可以真正并發執行。典型代表就是multiprocessing模塊。

我有個朋友搞視頻轉碼的服務,客戶一上傳視頻,就要生成各種清晰度的版本,這活CPU壓力大得離譜。開始的時候他用線程池來搞,結果效果感人,效率低得要命。我建議他換成進程池(multiprocessing.Pool),一波下來,性能起飛。為什么?因為每個進程都可以獨立跑CPU計算任務,互不影響,效率高。

但多進程也有明顯的缺點:進程切換開銷大,內存占用高,數據共享麻煩

說個最真實的事兒:我們那會兒寫一個數據分析平臺,用了multiprocessing來并發跑模型計算,結果服務器的內存直接飆到90%,操作系統開始瘋狂交換內存(swap),直接導致系統響應慢得像烏龜。后來把部分任務拆成線程改成線程池,效果一下子就穩了。

說到這,咱就得聊聊多線程。

Python多線程,一直是個有點“被黑”的存在。因為GIL的關系,很多人說Python多線程沒用,不能并發跑。但說實話,這種說法有點片面。

多線程在Python里依然很有用,尤其是處理那種輕量級、短時間的IO任務。比如你要同時請求多個接口、同時讀寫文件、同時處理Web請求,這種場景下用threading.Thread或者concurrent.futures.ThreadPoolExecutor,其實效果挺好。

我自己有一段時間在做ETL數據處理,文件讀取、數據清洗、結果上傳,各種操作混在一起。如果全都搞成單線程,處理速度太慢;用多進程?沒必要,開銷太大。最后就用了線程池,一臺機器上幾十個線程跑得飛起,關鍵還能比較方便地共享內存變量,不用管多進程那套“進程間通信”的復雜邏輯。

當然,多線程最大的問題也是GIL。只要你是CPU密集的場景,多線程根本扛不住。

所以總結下來,這三兄弟各有用武之地:

  • asyncio:適合IO密集型、連接數多、響應快的任務,比如爬蟲、API聚合、異步Web服務器(比如FastAPI)。
  • 多線程:適合輕量IO任務、需要共享數據、但不太吃CPU的場景,比如日志處理、多接口請求、輕量ETL。
  • 多進程:適合CPU密集型任務、大數據并發處理、完全并發跑計算邏輯的任務,比如圖像識別、機器學習、視頻處理。

有人會問,那可不可以混用?比如asyncio里面再開多線程?或者多進程里再跑協程?

可以,甚至很多高級應用都是這么干的。比如Web服務器里,用asyncio搞高并發連接處理,但在處理某些計算任務時,把任務扔到進程池里跑,這樣就兩全其美。還有一種做法是主流程用asyncio控制整體調度,真正耗CPU的部分用ProcessPoolExecutor搞定。

我個人在實際項目里,就用過asyncio + 多進程 + 多線程三合一的組合拳。比如某個項目需要:

  1. 異步爬網頁(asyncio aiohttp)
  2. 同時寫入數據庫和日志(多線程線程池)
  3. 后臺做圖像識別(多進程)

聽起來復雜,其實用得順手了就是幾個套路結合。

還有一點不得不提,就是調試復雜度。asyncio的調試是最蛋疼的,出了bug不容易定位,尤其是協程死鎖、循環未關閉等問題,一不小心就成了生產事故。而多線程、多進程的bug反而更容易排查一些,至少有堆棧、有日志。

寫到這,我想說的其實很簡單:并發編程,不是為了“炫技”,而是為了解決實際問題。如果你項目并不復雜,非得強上asyncio,可能最后寫出來的代碼沒人能維護。如果你只為了并發開個線程池,卻忘了GIL的存在,那也是徒勞。

選工具這事兒,就跟選兵器一樣,關鍵看你要打什么仗。

你要是搞個靜態網頁爬蟲,asyncio香得不行;你要是做視頻處理,還是老老實實搞進程池;你要是做接口聚合,線程池就挺好。

每種方式都有坑,也都有價值。關鍵是你得知道它的底細,啥時候能用,啥時候不能硬來。

所以說啊,別再盲目崇拜某種并發模型了,多理解下你項目的本質需求,比選啥庫靠譜多了。你說對吧?

以上就是“asyncio 和多線程/多進程的區別?各自適合什么場景?的詳細內容,想要了解更多Python教程歡迎持續關注編程學習網。

掃碼二維碼 獲取免費視頻學習資料

Python編程學習

查 看2022高級編程視頻教程免費獲取