python---多线程threading

多线程

多任务可以由多进程完成,也可以由一个进程内的多线程完成。一个进程至少有一个线程。
由于线程是操作系统直接支持的执行单元,因此,高级语言通常都内置多线程的支持,Python也不例外,并且,Python的线程是真正的Posix Thread,而不是模拟出来的线程。

由于任何进程默认就会启动一个线程,我们把该线程称为主线程,主线程又可以启动新的线程。

#创建线程
# 新线程执行的代码:
def loop():
    print('thread %s is running...' % threading.current_thread().name)
    n = 0
    while n < 5:
        n = n + 1
        print('thread %s >>> %s' % (threading.current_thread().name, n))
        time.sleep(1)
    print('thread %s ended.' % threading.current_thread().name)
#
# print('thread %s is running...' % threading.current_thread().name)
# t = threading.Thread(target=loop, name='LoopThread')
# t.start()
# t.join()
# print('thread %s ended.' % threading.current_thread().name)

多线程和多进程最大的不同,多进程中,同一个变量他们各自有拷贝存在每个进程中,互不印象,而多线程中,所有的变量都由线程共享,所以,任何一个变量都可以被任何一个线程修改。

balance = 0

def change_it(n):
    # 先存后取,结果应该为0:
    global balance
    balance = balance + n
    balance = balance - n
    # print(balance)

def run_thread(n):
    for i in range(2000000):
        change_it(n)
#阻塞了直接下一个
t1 = threading.Thread(target=run_thread, args=(5,))
t2 = threading.Thread(target=run_thread, args=(8,))
t1.start()
t2.start()
t1.join()
t2.join()
print(balance)

#结果本来应该是0,但是多线程同时启动,就不一定是0了有可能混合加减了

balance = balance + n
也分两步:

计算balance + n,存入临时变量中;
将临时变量的值赋给balance。
也就是可以看成:

x = balance + n
balance = x

由于x是局部变量,两个线程各自都有自己的x,当代码正常执行时:

初始值 balance = 0

t1: x1 = balance + 5 # x1 = 0 + 5 = 5
t1: balance = x1     # balance = 5
t1: x1 = balance - 5 # x1 = 5 - 5 = 0
t1: balance = x1     # balance = 0

t2: x2 = balance + 8 # x2 = 0 + 8 = 8
t2: balance = x2     # balance = 8
t2: x2 = balance - 8 # x2 = 8 - 8 = 0
t2: balance = x2     # balance = 0
    
结果 balance = 0

但是t1和t2是交替运行的,如果操作系统以下面的顺序执行t1、t2:

# 赋值过程运行一般另外一个提前运行了并且赋值了,直到后面剩下一半执行完毕覆盖掉了
初始值 balance = 0

t1: x1 = balance + 5  # x1 = 0 + 5 = 5

t2: x2 = balance + 8  # x2 = 0 + 8 = 8
t2: balance = x2      # balance = 8

t1: balance = x1      # balance = 5
t1: x1 = balance - 5  # x1 = 5 - 5 = 0
t1: balance = x1      # balance = 0

t2: x2 = balance - 8  # x2 = 0 - 8 = -8
t2: balance = x2      # balance = -8

结果 balance = -8

两个线程同时运行,会出现非理想值。如果我们要确保balance计算正确,就要给change_it()上一把锁,当某个线程开始执行change_it()时,我们说,该线程因为获得了锁,因此其他线程不能同时执行change_it(),只能等待,直到锁被释放后,获得该锁以后才能改。
由于锁只有一个,无论多少线程,同一时刻最多只有一个线程持有该锁,所以,不会造成修改的冲突
创建一个锁就是通过threading.Lock()来实现,当多个线程同时执行lock.acquire()时,只有一个线程能成功地获取锁,然后继续执行代码,其他线程就继续等待直到获得锁为止。获得锁的线程用完后一定要释放锁,否则那些苦苦等待锁的线程将永远等待下去

balance = 0
lock = threading.Lock()

def run_thread(n):
    for i in range(100000):
        # 先要获取锁:
        lock.acquire()
        try:
            # 放心地改吧:
            change_it(n)
        finally:
            # 改完了一定要释放锁:
            lock.release()

python中使用多核cpu

如果写入一个死循环(一个死循环会百分之百占满一个cpu),并且写满多核的多个死循环,理想状态下应该占满cpu,但是python解释器不允许,任何python线程在执行前都先获得GIL锁,然后执行行100字节码,解释器再自动释放GIL锁,也就只能用到1核。多线程多核只能通过C语言去拓展了。

多线程
Python中的多线程并不是真正的多线程,python的代码有解释器进行控制的,python本身有一个全局解释器锁(GIL),这个锁就是限制了每次只能有一个线程在运行


欢迎各位大佬fork、star
代码github地址:https://github.com/starSgz/pythonBase

posted @ 2022-08-02 00:13  starSgz  阅读(64)  评论(0编辑  收藏  举报