线程模块threading

Posted 2021-01-10 liliudong

线程 -Threading模块 -使用和进程基本相似

• 多线程中是可以input的
• 在使用的过程中从用户层面上并没有感觉到和进程的差别，但是有本质差别
• 执行代码的最小单元
• 每一个进程至少有一个线程，这个线程是主线程

• 一个进程内的所有线程之间的数据是共享的

    #启动多线程
    from threading import Thread
    import time
  
    def func(i):
        time.sleep(1)
        print(i)
  
    for i in range(10):
        t = Thread(target=func, args=(i,))
        t.start()
    print(‘这是主线程执行的‘)
    #结果
    这是主线程执行的
    0
    2
    1
    3
    4
    5
    9
    8
    6
    7   #这里的十个数字是几乎同时被输出，说明是个线程并发

• 面向对象的形式启动线程

    #用面向对象的方法开启新的线程
    from threading import Thread
    class MyThread(Thread): #继承Thread类
        def __init__(self, arg): #重写__init__方法，用于给这个类传参
            super().__init__()  #继承父类的__init__方法
            self.arg = arg  #将自己的参数赋给对象
  
        def run(self):                  
        ‘‘‘objece.start()直接调用这个方法‘‘‘
            self.methond()
  
        def methond(self):
            ‘‘‘这个类中的其他方法‘‘‘
            print(self.arg) 

进程|主线程|子线程

• 进程是最小的内存分配单位
• 线程是操作系统调度的最小单位
• 线程被cpu执行了
• 进程中可以有多个线层，至少一个主线程
• 主线程
• 子线程
  • 子线程的数据储存在栈中
• 全局变量global n线程共享

线程锁 -这是解释语言的一个不可避免的问题

• 全局解释器锁 -锁的是线程
  • 同一时刻只能有一个线程访问cpu

进程和线程的效率对比 -线程快

from multiprocessing import Process
from threading import Thread
import time

def cal_num(i):
    i += 1

if __name__ == ‘__main__‘:
    p_list = []
    start = time.time()
    for i in range(100):    #创建100个进程执行计算
        p = Process(target=cal_num, args=(i, ))
        p.start()
        p_list.append(p)
    for i in p_list:
        i.join()
    end = time.time()
    t1 = end - start


start = time.time()
t_list = []
for i in range(100):
    t = Thread(target=cal_num, args=(i,))
    t.start()
    t_list.append(t)
for i in t_list:
    i.join()
end = time.time()
t2 = end - start
print(‘100个进程消耗时间{} 
 100个线程消耗时间{}‘.format(t1, t2))
#结果
100个进程消耗时间0.19627618789672852  
100个线程消耗时间0.009418964385986328

线程中的其他方法 -threading.方法名()

• threading.current_thread() 所有进程的情况
• .get_ident() 查看进程的id
• .active_count() 查看活跃进程的数量
• .enumerate() 所有的进程情况放进一个列表中

守护线程 -守护线程和进程的区别

• 将子线程设置成守护线程，守护线程将在主线程代码执行结束且其他线程执行结束后结束
• 但是守护进程是在主进程结束之后结束，不等待其他子进程是否结束

线程锁 -Lock()和RLock

科学家吃面模型 -死锁模型

• Lock()的死锁现象
• Lock()互斥锁，只有一把钥匙
• RLock()递归锁，只要拿到一把，就等于拿到一串，必须等一串全部归还下个线程才能继续拿钥匙

  • 死锁情况

      #死锁情况
      from threading import Thread,Lock   
      from time import sleep
      #死锁情况
      from threading import Thread,Lock,RLock
      from time import sleep
    
      mt_lock = Lock()
      cz_lock = Lock()
      def miantao():
          mt_lock.acquire()
          print(‘拿到面条了‘)
          sleep(1)
          cz_lock.acquire()
          print(‘拿到叉子了‘)
          print(‘吃面‘)
          mt_lock.release()
          cz_lock.release()
    
      def chazi():
          cz_lock.acquire()
          print(‘拿到叉子了‘)
          sleep(1)
          mt_lock.acquire()
          print(‘拿到面条了‘)
          print(‘吃面‘)
          cz_lock.release()
          mt_lock.release()
    
      th1 = Thread(target=miantao, args=())
      th2 = Thread(target=chazi, args=())
      th1.start()
      th2.start()

  • 解决死锁问题RLock()

      from threading import Thread, Lock, RLock
      from time import sleep
    
      cz_lock = mt_lock = RLock() #这里创建递归锁
      def miantao():
          mt_lock.acquire()
          print(‘拿到面条了‘)
          sleep(1)
          cz_lock.acquire()
          print(‘拿到叉子了‘)
          print(‘吃面‘)
          mt_lock.release()
          cz_lock.release()
    
      def chazi():
          cz_lock.acquire()
          print(‘拿到叉子了‘)
          sleep(1)
          mt_lock.acquire()
          print(‘拿到面条了‘)
          print(‘吃面‘)
          cz_lock.release()
          mt_lock.release()   
    
      th1 = Thread(target=miantao, args=())
      th2 = Thread(target=chazi, args=())
      th1.start()
      th2.start()

信号量 -同进程

• 限制一段代码有且只有n个线程同时调用

事件 -同进程

• 创建就为阻塞状态

  实例 -链接数据库，以及数据库的可连接的情况

    from threading import Thread, Event
  
    e = Event()
    def test():
        ‘‘‘检测数据库的连通性‘‘‘
        info = input(‘>>‘)
        if info == ‘1‘:
            e.set()
            print(‘数据库网络连接打开‘)
        else:
            print(‘关闭数据库网络连接‘)
    def connect_q():
        ‘‘‘连接数据库‘‘‘
        print(‘等待数据库网络连接‘)
        e.wait()
        print(‘数据库连接成功！‘)   
  
    t1 = Thread(target=test)
    t2 = Thread(target=connect_q)
    t1.start()
    t2.start() 

条件 -Condition

• .acquire() #钥匙
• .release() #释放钥匙
• .notify(num) #允许钥匙串有几把钥匙

• .wait() #等待.notify(num)提供钥匙数量

    #条件
    from threading import Condition, Thread
  
    def print_thrad(con, i):
        con.acquire()   #这里也有锁
        con.wait()
        print(‘第{}线程运行了‘.format(i)) 
        con.release()
  
    num = int(input(‘>>‘))
    con = Condition()
  
  
    for i in range(10):
        t = Thread(target=print_thrad, args=(con, i))
        t.start()
  
    con.acquire()   #这里也有锁
    con.notify(num) #前后必须有钥匙和锁
    con.release()

定时器 -Timer()

• 定时开启一个线程

• 用法和Threa()一致

    from threading import Timer
  
    def func():
        print(‘两秒时间到了‘)
    Timer(2, func).start()
    print(‘呵呵‘)
    #结果
    呵呵
    两秒时间到了  #子线程两秒后才开启

线程队列 -queue.Queue()

• .put() 放元素
• .put_nowait() #放元素，没有元素报错
• .get() #取出元素
• .get_nowait() #没有元素报错

其他队列模块中的类

先进后出 LifoQueue()

优先级队列 PriorityQueue()