python笔记

线程、进程、协程

2020-10-17  本文已影响0人  h小吴y

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。

关系图




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)

第二种实现(通过继承,重写run方法)

进程之间的通信

通过Queue、Pipes等实现进程之间的通信

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()

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




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

第一种实现方式

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)

实现多个线程

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()

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

线程的调度和优化

传统方法

用时(30.021271228790283s)

使用线程优化

用时(3.077522039413452s)

使用线程池来优化

用时(3.030210256576538s)

使用 ThreadPoolExecutor来优化

用时(3.033679246902466s)

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。

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