Python多线程

线程

什么是线程
- 线程也是一种多任务编程方法，可以利用计算机多核资源完成程序的并发执行。线程又被称为轻量级的进程。
线程特征
- 线程计算机多核分配的最小单位
- 一个进程可以包含多个线程
- 线程也是一个运行的过程，消耗计算机资源，多个线程共享进程的资源和空间
- 线程的创建删除消耗的资源都要远远小于进程
- 多个线程之间执行互不干扰
- 线程也有自己的特有属性，比如指令集ID

threading 模块创建线程

threading.Thread()

功能：创建线程对象
参数：
- name 线程名称默认 Thread-1
- target 线程函数
- 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() 启动线程自动运行线程函数
t.join([timeout]) 回收线程

import threading 
from time import sleep 
import os 

a = 1

#线程函数
def music():
    global a
    print("a = ",a)
    a = 10000
    for i in range(5):
        sleep(2)
        print("播放葫芦娃",os.getpid())

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

for i in range(5):
    sleep(1.5)
    print("想听灌篮高手",os.getpid())

t.join()

print("mian Thread a = ",a)

a =  1
想听灌篮高手 5507
播放葫芦娃 5507
想听灌篮高手 5507
播放葫芦娃 5507
想听灌篮高手 5507
播放葫芦娃想听灌篮高手 5507 5507

想听灌篮高手 5507
播放葫芦娃 5507
播放葫芦娃 5507
mian Thread a =  10000

线程对象属性

t.is_alive()：查看线程状态
t.name：线程名称
t.setName()：设置线程名称
t.getName()：获取线程名称
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):
    print("线程属性测试")
    sleep(sec)
    #线程对象的getName()属性获取名称
    print("%s 线程结束"%currentThread().getName())

#创建线程
thread = []
for i in range(3):
    t = Thread(name = 'hhh%d'%i,\
        target = fun,args = (2,))
    thread.append(t)
    t.start()

print("is alive :",t.is_alive())  #查看线程状态
thread[1].setName("HHH")  #设置线程名称
print(thread[1].name)

#回收线程
for i in thread:
    i.join()

线程属性测试
线程属性测试
线程属性测试
is alive : True
HHH
hhh0 线程结束hhh2 线程结束
HHH 线程结束

t.daemon 属性

默认情况主线程退出不会影响分支线程执行
如果设置为True 则分支线程随主线程退出
- 设置方法：
  t.daenon = True
  t.setDaemon(True)
- 判断属性值
  t.isDaemon()

要在start前设置，不会和join同用

#daemon属性
from threading import Thread
from time import sleep 

def fun():
    sleep(3)
    print("Daemon 测试")

t = Thread(target = fun)

t.setDaemon(True) 
print(t.isDaemon())  

t.start()

print("=====主线程结束=====")

True
=====主线程结束=====
Daemon 测试

创建自定义线程类

步骤：
1. 继承Thread
2. 加载Thread中的__init__
3. 重写run方法

from threading import Thread 
from time import sleep,ctime

class MyThread(Thread):
    def __init__(self,target,name = 'hh',\
        args = (),kwargs = {}):

        super().__init__()
        self.name = name
        self.target = target
        self.args = args
        self.kwargs = kwargs

    def run(self):
        self.target(*self.args,**self.kwargs)

def player(song,sec):
    for i in range(2):
        print("Playing %s:%s"%(song,ctime()))
        sleep(sec)

t = MyThread(target = player,args = ('凉凉',),\
    kwargs = {'sec':2})
t.start()
t.join()

Playing 凉凉:Thu Apr 11 11:56:17 2019
Playing 凉凉:Thu Apr 11 11:56:19 2019

线程通信

通信方法：多个线程共享进程的空间，所以线程间通信使用全局变量完成。
注意事项：线程间使用全局变量往往要同步互斥机制，保证通信安全

同步互斥方法

线程的event

e = threading.Event()创建事件对象
e.wait([timeout])如果e为设置状态则不阻塞否则阻塞
e.set()将e变为设置状态
e.clear()清除设置

import threading 
from time import sleep 

s = None
e = threading.Event() 

def bar():
    print("bar拜山头")
    global s 
    s = "天王盖地虎"

def foo():
    print("说出口令就是自己人")
    sleep(2)
    if s == "天王盖地虎":
        print("我是座山雕,自己人")
    else:
        print("打死他")
    e.set()  #等foo验证完毕其他的再执行

def fun():
    print("呵呵..")
    sleep(1)
    global s
    s = "小鸡炖蘑菇"

b = threading.Thread(target = bar)
f = threading.Thread(target = foo)
b.start()
f.start()
e.wait() #运行b f之后其他内容不许执行

fun()
b.join()
f.join()

bar拜山头
说出口令就是自己人
我是座山雕,自己人
呵呵..

线程锁lock

lock = threading.Lock()创建锁对象
lock.acquire()上锁
lock.release()解锁

也可以通过with上锁，上锁状态调用acquire会阻塞

import threading 

a = b = 0

lock = threading.Lock()

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

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

while True:
    #
    with lock:
        a += 1
        b += 1

t.join()

python线程的GIL问题（全局解释器锁）

python-->支持多线程-->同步互斥-->加锁-->超级锁，给解释器加锁-->解释器同一时刻只能解释一个线程

后果：
- 一个解释器同一时刻只能解释执行一个线程，所以导致python线程效率低下。但是当遇到IO阻塞时线程会主动让出解释器，因此python线程更加适合高延迟的IO程序并发。
解决方法：
- 尽量用进程完成并发
- 不使用c解释器 c# java
- 尽量使用多种方案组合的方式进行并发操作，线程用作高延迟IO

效率测试
Line cpu: 9.014907121658325
Line IO: 4.548823118209839

  thread cpu: 9.38966417312622
  thread  IO: 4.6143529415130615

  Process  cpu: 5.466824531555176
  Process  IO: 2.9468178749084473

进程线程的区别和联系

两者都是多任务编程方式，都能够使用计算机的多核资源
进程的创建删除消耗的计算机资源比线程要多
进程空间独立，数据相互不干扰，有专门的IPC，线程使用全局变量进行通信
一个进程可以创建多个线程分支，两者之间存在包含关系
多个线程公用进程的资源，在资源操作时往往需要同步互斥
进程线程在系统中都有自己特有的属性，ID，代码段，栈区等资源

使用场景

需要创建较多并发，同时任务关联性比较强时一般用多线程
不同的任务模块可能更多使用进程
使用进程线程需要考虑数据的处理复杂度，比如进程间通信是否方便，同步互斥是否过于复杂

要求：

进程线程的区别和联系
进程间通信方式都知道哪些，有什么特点
同步互斥意义是什么，什么情况下用
给一个情形，分析下用进程还是用线程，理由
一些常见概念挖掘：僵尸进程，进程状态，GIL

posted @ 2019-04-11 16:37 黑洞频率阅读(490) 评论(0) 收藏举报

刷新页面返回顶部