2018-09-13 day19 多线程技术

进程

1.什么是进程:在系统中正在运行的一个应用程序
2.每个进程之间是独立的,每个进程均运行在其专用且受保护的内存空间内
3.什么是线程:1个进程要想执行任务,必须得有线程(每一个进程至少要有一条线程);一个进程的所有任务都在线程中执行
4.线程的串行:一个线程中任务的执行是串行的

5.什么是多线程:1个进程中可以开启多条线程,每条线程可以并行执行不同的任务
*进程->车间,线程->车间工人
多线程技术可以提高程序的执行效率

6.多线程原理:同一时间,cpu只能处理1条线程,只有1条线程在工作(执行),多线程并发执行,其实是cpu快速的在多条线程之间调度,如果cpu调度线程的时间足够快,就造成了多线程并发执行的假象.

2.多线程基础

1.主线程:
每个进程默认都会有一个线程,这个线程我们一般都叫它主线程
默认情况下,所有的代码都是在主线程中执行.
2.子线程
一个进程中可以有多个线程.除了主线程以外,其他的线程需要手动的添加

3.threading是python中的一个内置模块,用来支持多线程
a.Thread类
Thread类的对象就是线程对象,需要线程的时候,就创这个类或者这个类的子类对象
b.threading.currentThread()-->用来获取当前线程对象

import  threading
import datetime
import time
# 下载两个电影
def download(file):
    print('开始下载:'+file,datetime.datetime.now())
    # 让线程阻塞5秒
    time.sleep(5)
    print(file+'下载结束:',datetime.datetime.now())
if __name__ == '__main__':
    print('主线程中的代码')
    print(threading.currentThread())
    #1.在主线程中下载两个电影:总共耗时20秒
    # download('多来a梦')
    # download('沉默的羔羊')
    # 2.在两个子线程中去下载两个电影:总共耗时10秒
    """
    Thread(target=)
    target:需要在子线程中调用的函数的函数名
    args:函数的实参
    返回值:创建好的线程对象
    """
    t1 = threading.Thread(target=download,args=('多来a梦',))
    # 开始执行t1对应的线程中的任务
    t1.start()
    t2 = threading.Thread(target=download, args=('多来a梦',))

    # 想要在子线程中执行任务,必须通过线程对象调用start方法才行 v
    t2.start()
    print('==============')
输出结果:
主线程中的代码
<_MainThread(MainThread, started 3768)>
开始下载:多来a梦 2018-09-13 16:40:05.539924
开始下载:多来a梦 2018-09-13 16:40:05.539924
==============
多来a梦下载结束: 2018-09-13 16:40:10.540210
多来a梦下载结束: 2018-09-13 16:40:10.541210

3.面向对象的多线程技术

from threading import Thread
import datetime
import time
from random import randint
'''
面向对象实现多线程技术
1.声明一个类继承自Thread类
2.重写run方法,将需要在子线程中执行的任务放到run方法中
3.在需要子线程的位置去创建这个类的对象,然后用对象调用start方法去执行run中的任务
'''
#注意:继承的时候,可以继承自己写的类,也可以继承系统的类或者别人写好的类
class Download(Thread):
    """下载线程类"""
    def __init__(self,file):
        super().__init__()
        self.file = file
    def run(self):
        print(self.file+'开始下载:',datetime.datetime.now())
        time.sleep(randint(5,10))
        print(self.file+'下载结束:',datetime.datetime.now())

if __name__ == '__main__':
    print('===========')
    t1 = Download('沉默的羔羊')
    t1.start()
    t2 = Download('恐怖游轮')
    t2.start()
    print('+++++++++++')
输出结果:
===========
沉默的羔羊开始下载: 2018-09-13 16:41:25.749512
恐怖游轮开始下载: 2018-09-13 16:41:25.749512
+++++++++++
恐怖游轮下载结束: 2018-09-13 16:41:33.749969
沉默的羔羊下载结束: 2018-09-13 16:41:34.750026

4.join的方法使用

from threading import Thread
import time
from datetime import datetime
from random import randint
# 在两个子线程中下载两个电影,在主线程中去统计两个电影下载的时间
"""
如果希望某个线程结束后才执行某个操作,就用那个线程调用join方法
"""
class Download(Thread):
    def __init__(self,file):
        super().__init__()
        self.file = file

    def run(self):
        print(self.file+'开始下载:',datetime.now())
        time.sleep(randint(5,15))
        print(self.file+'下载结束',datetime.now())
if __name__ == '__main__':
    t1 = Download('美丽人生')
    t2 = Download('怦然心动')

    start = time.time()
    time1 = t1.start()
    time2 = t2.start()
    #系统t1和t2中的代码都结束后才执行下面的代码
    t1.join()  #这句代码后面的代码在t1对应的线程结束后才执行
    t2.join()
    end = time.time()
    print(end-start)
输出结果:
美丽人生开始下载: 2018-09-13 16:42:35.958527
怦然心动开始下载: 2018-09-13 16:42:35.959527
怦然心动下载结束 2018-09-13 16:42:46.960157
美丽人生下载结束 2018-09-13 16:42:46.960157
11.004629373550415

5.线程间数据共享

模拟多个人对同一账号进行操作
同步锁(RLock)和互斥锁(Lock)

import time
from threading import Thread,Lock,RLock

class Account:
    """账号类"""
    def __init__(self,balance):
        #余额
        self.balance = balance
        #创建锁对象
        self.lock = Lock()
    # 存钱的过程:读出原来的余额,确定钱的一系列操作,将原来的余额加上存的数额产生最新的余额再保存
    def save_money(self,amount):
        # 存钱
        # 获取原来的余额
        print('开始存钱')
        self.lock.acquire()
        old_amount = self.balance
        # 模拟时间消耗
        time.sleep(5)
        self.balance = old_amount + amount
        print('存钱成功!,最新余额:',self.balance)
        #解锁
        self.lock.release()
    def get_money(self,amount):
        '''取钱'''
        print('开始取钱')
        self.lock.acquire()
        old_amount = self.balance
        if old_amount < amount:
            print('余额不足!')
            return
        time.sleep(5)
        self.balance = old_amount - amount
        print('取钱成功,最新余额是:',self.balance)
        self.lock.release()
    def show_balance(self):
        print('当前余额:',self.balance)
if __name__ == '__main__':
    account = Account(1000)
    # account.save_money(200)
    # account.get_money(100)
    # account.show_balance()
    """
    当多个线程同时对一个数据进行操作的时候,可能会出现数据混乱的问题
    """
    t1 = Thread(target=account.save_money,args=(200,))
    t2 = Thread(target=account.save_money,args=(1300,))
    t3 = Thread(target=account.get_money,args=(800,))
    t1.start()
    t2.start()
    t3.start()
    t1.join()
    t2.join()
    t3.join()
    account.show_balance()
输出结果:
开始存钱
开始存钱
开始取钱
存钱成功!,最新余额: 1200
存钱成功!,最新余额: 2500
取钱成功,最新余额是: 1700
当前余额: 1700