很多同學(xué)都聽說過，現(xiàn)代操作系統(tǒng)比如Mac OS X，UNIX，Linux，Windows等，都是支持“多任務(wù)”的操作系統(tǒng)。

什么叫“多任務(wù)”呢？簡單地說，就是操作系統(tǒng)可以同時運行多個任務(wù)。打個比方，你一邊在用瀏覽器上網(wǎng)，一邊在聽MP3，一邊在用Word趕作業(yè)，這就是多任務(wù)，至少同時有3個任務(wù)正在運行。還有很多任務(wù)悄悄地在后臺同時運行著，只是桌面上沒有顯示而已。

現(xiàn)在，多核CPU已經(jīng)非常普及了，但是，即使過去的單核CPU，也可以執(zhí)行多任務(wù)。由于CPU執(zhí)行代碼都是順序執(zhí)行的，那么，單核CPU是怎么執(zhí)行多任務(wù)的呢？

答案就是操作系統(tǒng)輪流讓各個任務(wù)交替執(zhí)行，任務(wù)1執(zhí)行0.01秒，切換到任務(wù)2，任務(wù)2執(zhí)行0.01秒，再切換到任務(wù)3，執(zhí)行0.01秒……這樣反復(fù)執(zhí)行下去。表面上看，每個任務(wù)都是交替執(zhí)行的，但是，由于CPU的執(zhí)行速度實在是太快了，我們感覺就像所有任務(wù)都在同時執(zhí)行一樣。

真正的并行執(zhí)行多任務(wù)只能在多核CPU上實現(xiàn)，但是，由于任務(wù)數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于CPU的核心數(shù)量，所以，操作系統(tǒng)也會自動把很多任務(wù)輪流調(diào)度到每個核心上執(zhí)行。

對于操作系統(tǒng)來說，一個任務(wù)就是一個進(jìn)程（Process），比如打開一個瀏覽器就是啟動一個瀏覽器進(jìn)程，打開一個記事本就啟動了一個記事本進(jìn)程，打開兩個記事本就啟動了兩個記事本進(jìn)程，打開一個Word就啟動了一個Word進(jìn)程。

有些進(jìn)程還不止同時干一件事，比如Word，它可以同時進(jìn)行打字、拼寫檢查、打印等事情。在一個進(jìn)程內(nèi)部，要同時干多件事，就需要同時運行多個“子任務(wù)”，我們把進(jìn)程內(nèi)的這些“子任務(wù)”稱為線程（Thread）。

由于每個進(jìn)程至少要干一件事，所以，一個進(jìn)程至少有一個線程。當(dāng)然，像Word這種復(fù)雜的進(jìn)程可以有多個線程，多個線程可以同時執(zhí)行，多線程的執(zhí)行方式和多進(jìn)程是一樣的，也是由操作系統(tǒng)在多個線程之間快速切換，讓每個線程都短暫地交替運行，看起來就像同時執(zhí)行一樣。當(dāng)然，真正地同時執(zhí)行多線程需要多核CPU才可能實現(xiàn)。

我們前面編寫的所有的Python程序，都是執(zhí)行單任務(wù)的進(jìn)程，也就是只有一個線程。如果我們要同時執(zhí)行多個任務(wù)怎么辦？

有兩種解決方案：

一種是啟動多個進(jìn)程，每個進(jìn)程雖然只有一個線程，但多個進(jìn)程可以一塊執(zhí)行多個任務(wù)。

還有一種方法是啟動一個進(jìn)程，在一個進(jìn)程內(nèi)啟動多個線程，這樣，多個線程也可以一塊執(zhí)行多個任務(wù)。

當(dāng)然還有第三種方法，就是啟動多個進(jìn)程，每個進(jìn)程再啟動多個線程，這樣同時執(zhí)行的任務(wù)就更多了，當(dāng)然這種模型更復(fù)雜，實際很少采用。

總結(jié)一下就是，多任務(wù)的實現(xiàn)有3種方式：

• 多進(jìn)程模式；

• 多線程模式；

• 多進(jìn)程+多線程模式。

同時執(zhí)行多個任務(wù)通常各個任務(wù)之間并不是沒有關(guān)聯(lián)的，而是需要相互通信和協(xié)調(diào)，有時，任務(wù)1必須暫停等待任務(wù)2完成后才能繼續(xù)執(zhí)行，有時，任務(wù)3和任務(wù)4又不能同時執(zhí)行，所以，多進(jìn)程和多線程的程序的復(fù)雜度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我們前面寫的單進(jìn)程單線程的程序。

因為復(fù)雜度高，調(diào)試?yán)щy，所以，不是迫不得已，我們也不想編寫多任務(wù)。但是，有很多時候，沒有多任務(wù)還真不行。想想在電腦上看電影，就必須由一個線程播放視頻，另一個線程播放音頻，否則，單線程實現(xiàn)的話就只能先把視頻播放完再播放音頻，或者先把音頻播放完再播放視頻，這顯然是不行的。

Python既支持多進(jìn)程，又支持多線程，我們會討論如何編寫這兩種多任務(wù)程序。

小結(jié)

線程是最小的執(zhí)行單元，而進(jìn)程由至少一個線程組成。如何調(diào)度進(jìn)程和線程，完全由操作系統(tǒng)決定，程序自己不能決定什么時候執(zhí)行，執(zhí)行多長時間。

多進(jìn)程和多線程的程序涉及到同步、數(shù)據(jù)共享的問題，編寫起來更復(fù)雜。