线程、进程、协程
线程、进程、协程三者的关系
进程是什么呢?
直白地讲,进程就是应用程序的启动实例。比如我们运行一个游戏,打开一个软件,就是开启了一个进程。
进程拥有代码和打开的文件资源、数据资源、独立的内存空间。
线程又是什么呢?
线程从属于进程,是程序的实际执行者。一个进程至少包含一个主线程,也可以有更多的子线程。
什么是协程
协程,英文Coroutines,是一种比线程更加轻量级的存在。正如一个进程可以拥有多个线程一样,一个线程也可以拥有多个协程。
![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/9b131632e491e946.png)
进程
是一个执行中的程序
每个进程都拥有自己的地址空间、内存、数据栈以及其他用于跟踪执行的辅助数据
操作系统管理其上所有进程的执行,并未这些进程合理的分配时间
进程也可以通过派生新的进程来执行其他任务
进程模块介绍
使用multiprocessing实现多进程代码
用multiprocessing.Process创建进程
start()启动进程 join()挂起进程
os.getpid()获得进程得ID
进程得实现
第一种实现(直接实例化Process对象)
![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/8b799c534817cd1a.png)
第二种实现(通过继承,重写run方法)
![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/1efb6f6b352f5238.png)
进程之间的通信
通过Queue、Pipes等实现进程之间的通信
![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/7e2fede6df711f77.png)
![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/2b63d54dad07f079.png)
多进程中的锁
Lock() 在单线程中,只能锁一次
RLock() 在单线程中,可以所多次,但是最后也需要释放多次
Condition()
添加锁的两种方式:
with lock:
pass
try:
lock.acquire()
finally:
lock.release()
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![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/cff844c94f724703.png)
使用进程池
程序逻辑:
1、向文件中写入内容,并使用线程池
2、定义函数实现向文件中写入数据的功能
3、写入的内容:线程名、pid、线程序号,最后打印写入内容
4、写入后随机休息1-3s
5、pool.apply同步添加任务
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![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/7171e05c58ba4059.png)
![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/5ad8ac26981a3e0b.png)
线程
在同一进程下执行,并共享相同的上下文
一个进程中的各个线程与主线程共享同一片数据空间
线程包括开始、执行顺序和结束三部分
它可以被抢占(中断)和临时挂起(也称为睡眠)
一般是以并发方式执行
并发
是一种属性——程序、算法或问题的属性
并行只是并发问题的可能方法之一
如果两个事件互不影响,则两个事件是并发的
实现一个线程
使用threading模块
用threading.Tread创建线程
start()启动线程
join()挂起线程
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![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/b7a5074864696e39.png)
![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/c3411c92004dff7e.png)
第一种实现方式
![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/c3955e3522915b23.png)
ps:join()函数的作用:如果thread是某个子线程,则调用thread.join()的作用是确保thread子线程执行完毕后才能执行下一个线程。
详细解释见:https://blog.csdn.net/xinghen1993/article/details/100691562
第二种实现方式(继承)
![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/ad6ef337bb0786a7.png)
实现多个线程
![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/83e74aa78189988f.png)
多线程中的锁的实现
Lock() 在单线程中,只能锁一次
RLock() 在单线程中,可以所多次,但是最后也需要释放多次
Condition()
![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/9b58d9f98bc5772c.png)
结合with语句使用锁
这样可以省略手动添加和释放锁的步骤
![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/46396549f0931f14.png)
线程的调度和优化
传统方法
用时(30.021271228790283s)
![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/64defc3022d6e799.png)
使用线程优化
用时(3.077522039413452s)
![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/ea1deeec4576e9fb.png)
使用线程池来优化
用时(3.030210256576538s)
![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/45a49c4ebba2446d.png)
使用 ThreadPoolExecutor来优化
用时(3.033679246902466s)
![](https://img.haomeiwen.com/i15947932/f67533703df5d952.png)
使用传统方法和使用线程相比,使用线程可以大大缩短完成任务的时间(这个速度与同时执行的线程数有关),这里也列举的线程池的使用情况,可以发现使用线程池之后代码会更加的简单,不用重复的新建和关闭线程,提高效率,对于Pool与ThreadPoolExecutor这两种线程池的实现,后者效率会更高一点,都有人使用。