python：多线程

线程

线程是一种多任务编程的方式，可以使用计算机多核资源。线程又被称为轻量级的进程

线程特征

线程是计算机核心分配的最小单位
一个进程可以包含多个线程，线程是进程中的一个成员，线程中改的变量，是进程中的变量。并没有新开辟一个空间
线程也是一个运行过程，也要消耗计算机资源。多个线程共享其进程的资源和空间
线程也拥有自己特有的资源属性，比如指令集，TID等
线程无论创建还是删除还是运行资源消耗都小于进程
多个线程之间并行执行，互不干扰

from threading import Thread

threading线程模块

创建线程对象

t = Thread(target, args, kwargs)

参数

target：函数名
args：元组给线程函数位置传参
kwargs：字典给线程函数键值传参

t.start()：启动线程

t.join(timeout)：回收线程

import os, threading


# 线程函数
def music():
    print("进程pid号", os.getpid())
    global a
    print("a = ", a)
    a = 10000


a = 1
t = threading.Thread(target=music)  # 创建线程对象
t.start()  # 启动线程

print("进程pid号", os.getpid())

t.join()  # 回收线程

print("Main a:", a)

# 进程pid号 12549
# 进程pid号 12549
# a =  1
# Main a: 10000

线程的其他属性

t.is_alive()：查看线程状态

t.name：线程名称　　默认Thread-1

t.setName()：设置线程名称

threading.currentThread()：获取当前线程对象

from threading import Thread, currentThread
from time import sleep


# 线程函数
def fun(sec):
    sleep(sec)
    # 获取线程对象 getName()获取名字
    print("%s 线程结束" % currentThread().getName())


thread = []

for i in range(3):
    t = Thread(target=fun, name="name_%d" % i, args=(3,))  # 创建线程对象
    thread.append(t)  # 添加线程
    t.start()  # 启动线程
    print(t.is_alive())  # 查看进程状态

# 回收线程
for i in thread:
    i.join()

# True
# True
# True
# name_1 线程结束
# name_2 线程结束
# name_0 线程结束

t.daemon：默认情况下，主线程的结束不会影响分支线程，如果设置为True则主线程退出分支线程也会退出

t.daemon = True 或 t.setDaemon(True)

线程daemon属性的设置在start前；一般设置daemon后不会使用join

from threading import Thread
from time import sleep

def fun():
  sleep(3)
  print("线程属性测试")

t = Thread(target=fun, name = "Tarena")

# 主线程退出分支线程也退出
t.setDaemon(True)

t.start()

t.setName("Tedu")
print("Name:",t.getName())  # 线程名称
print("Alive:",t.is_alive())  # 线程生命周期
print("is Daemon",t.isDaemon()) # 主进程随着分支进程退出

View Code

自定义线程类

步骤：

继承Thread类
运行Thread类中的__init__方法以获取父类属性
重写run方法

使用方法：

实例化对象
调用start自动化执行run方法
调用join回收线程

from threading import Thread


class ThreadClass(Thread):
    # 重写父类init
    def __init__(self):
        super().__init__()  # 继承父类init

    def fun1(self):
        print("函数1")

    def fun2(self):
        print("函数2")

    # 重写run,逻辑调用
    def run(self):
        self.fun1()
        self.fun2()


t = ThreadClass()
t.start()
t.join()

# 函数１
# 函数２

线程间通信方法

　　线程间使用全局变量进行通信

多个进程或者线程都可以操作的资源称为共享资源。对共享资源的无序操作可能会带来数据的混乱，或者操作错误。此时往往需要同步互斥机制协调操作顺序。

同步互斥机制

同步：同步是一种协作关系，为完成该操作，多进程或者线程间形成一种协调，按照必要的步骤有序执行操作。

互斥：互斥是一种制约关系，当一个进程或者线程占有资源时会进行加锁处理，此时其他进程线程就无法操作该资源，直到解锁后才能操作。

线程同步互斥方法

线程Event

from threading import Event

e = Event()：创建线程event对象

e.wait([timeout])：阻塞等待e被set

e.set()：设置e,使wait结束阻塞

e.clear()：使e回到未被设置状态

e.is_set()：查看当前e是否被设置

from threading import Thread,Event

s = None  # 用于通信
e = Event() # 创建event对象

def 杨子荣():
  print("杨子荣前来拜山头")
  global s
  s = "天王盖地虎"
  e.set()  # 对e设置

t = Thread(target=杨子荣)
t.start()

print("说对口令就是自己人")
e.wait()  # 阻塞等待口令说出
if s == '天王盖地虎':
  print("宝塔镇河妖")
  print("确认过眼神,你是对的人")
else:
  print("打死他...")


t.join()

线程锁 Lock

from threading import Lock

lock = Lock()：创建锁对象

lock.acquire()：上锁如果lock已经上锁再调用会阻塞

lock.release()：解锁

with lock:　# 上锁，with代码块结束自动解锁

from threading import Thread,Lock

a = b = 0
lock = Lock() # 定义锁

def value():
  while True:
    lock.acquire()  # 上锁
    if a != b:
      print("a = %d,b = %d"%(a,b))
    lock.release() # 解锁

t = Thread(target = value)
t.start()

while True:   # 上锁
  with lock:
    a += 1
    b += 1
              # 自动解锁
t.join()

python线程的GIL问题

GIL （全局解释器锁）

python ---》支持线程操作 ---》IO的同步和互斥 --》加锁 ----》超级锁，给解释器加锁

后果：一个解释器，同一时刻只解释一个线程，此时其他线程需要等待。大大降低了python线程的执行效率

python GIL问题解决方案

修改c解释器
尽量使用多进程进行并行操作
python线程可以用在高延迟多阻塞的IO情形
不使用cpython c# java做解释器

进程和线程的区别和联系

两者都是多任务编程的方式，都能够使用计算机的多核
进程的创建删除要比线程消耗更多的计算机资源
进程空间独立，数据安全性好，有专门的进程间通信方法
线程使用全局变量通信，更加简单，但是需要同步互斥操作
一个进程可以包含多个线程，线程共享进程的空间资源
进程线程都独立执行，有自己的特有资源如属性，id，命令集等

使用情况：

一个进程中并发任务比较多，比较简单，适合使用多线程
如果数据程序比较复杂，特别是可能多个任务通信比较多的时候，要考虑到使用线程同步互斥的复杂性
多个任务存在明显差异，和功能分离的时候没有必要一定写入到一个进程中
使用python考虑线程GIL问题

posted @ 2019-09-17 10:21 凌逆战阅读(547) 评论(0) 编辑收藏举报

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