网络编程

Posted 2020-10-31

进程间同步互斥方法

from multiprocessing import Lock

创建 进程锁对象
lock = Lock()

lock.acquire() 给临界区上锁
lock.release() 给临界区解锁

• 具体实现上 acquire() 为一个条件阻塞函数 当有任意一个进程先进行了acquire操作后，其他进程再企图进行acquire操作时就会阻塞，直到lock对象被 release 后其他进程才可进行下次acquire操作

with lock： 也可以实现加锁 解锁

线程

• 线程也可以使用计算机的多核资源，也是多任务编程方式之一
• 线程又称为轻量级的进程，在并发上和进程相同但是在创建时消耗资源少

一个进程中可以包含多个线程，这多个线程共享进程的资源
多个线程因为共享进程的资源所以在通信上往往采用全局变量的方法
线程也有自己特有的资源，比如 TID 指令集等

多进程和多线程的区别和联系

1. 多进程和多线程都是多任务编程方式，都可以使用计算机多核
2. 进程的创建要比线程消耗更多的资源
3. 进程空间独立数据更安全，有专门的进程间通信方式进行交互
4. 一个进程包含多个线程，所以线程共享进程资源，没有转门的通信方法，依赖全局量进行通信。往往需要使用同步互斥机制，逻辑需要考虑更多
5. 进程线程都有自己特有的资源。多个关联任务的时候使用多线程资源消耗更少，如果是多个无关任务也不适于全都使用线程

创建线程
import threading
创建线程函数

threading.Tread()
功能 ： 创建线程
参数 ： target 线程函数
args 以元组方式给线程函数传参
kwargs 以字典方式给线程函数传参
name 线程名称 （默认Thread-1）
返回值 ： 返回线程对象

线程属性和方法

t.start() 启动一个线程
t.is_alive() 查看一个线程的状态
t.name 查看线程的名称
t.join([sec]) 阻塞等待回收线程

daemon 属性

设置 该属性默认为False 主线程执行完毕不会影响其他线程的执行
如果设置为True 则主线程执行完毕其他线程也终止执行
t.setDaemon(True)
或
t.daemon = True

获取daemon属性值
t.isDaemon()

线程间的通信

全局变量进行通信

线程间的同步和互斥

线程 event

创建事件对象
e = threading.Event()

e.wait([timeout]) 如果e被设置则不会阻塞，未被设置则阻塞
timeout为阻塞的超时时间

e.set() 将e变为设置的状态

e.clear() 将e变为未设置的状态

线程锁

lock = threading.Lock() 创建锁对象

lock.acquire() 上锁

lock.release() 解锁

创建自己的线程类

1. 自定义类 继承于 原有线程类 Thread

2. 复写原有的run方法

3. 创建线程对象调用start 的时候会自动执行run

threadpool 线程池第三方模块

sudo pip3 install threadpool

GIL (全局解释器锁)

python -- 》 支持多线程 ----》 同步和互斥 ---》加锁 ---》超级锁 ----》 解释器在同一时刻只能解释一个线程

大量python库为了省事依赖于这种机制 ---》 python多线程效率低

GIL 即为从python 解释器由于上锁带了的同一时刻只能解释一个线程的问题

解决方案 ：

• 不使用线程 转而使用进程
• 不实用c作为解释器 java c#都可以做python解释器

IO 密集型 程序中进行了大量IO操作，只有少量的CPU操作

在内存中进行了数据的交换的操作都可以认为是IO操作
特点 ： 速度较慢，使用cpu不高

cpu密集型（计算密集型）：大量的程序都在进行运算操作

特点 ： cup占有率高

效率测试：

Line cpu 1.224205732345581
Line IO 4.142379522323608

Thread cpu 0.7009162902832031
Thread IO 3.458016872406006

Process cpu 0.6419346332550049
Process IO 1.8482108116149902

• 多线程的工作效率和单线程几乎相近，而多进程要比前两者有明显的效率提升

设计模式

设计模式代表了一种最佳实践，是被开发人员长期开发总结，用来解决某一类问题的思路方法。这些方法保证了代码的效率也易于理解。

单例模式 工厂模式 生产者模式。。。。

生产者消费者模式

高内聚 ： 在同一模块内，实现单一功能，尽量不使功能混杂

低耦合 ： 不同的模块之间尽量相互独立，减少模块间的影响

代码实现

总结

1.进程和线程的区别
2.会创建使用线程 threading
3.掌握基本的线程间同步互斥编程方法
4.知道什么是GIL
5.了解设计模式的概念

---

面试问题：

1. 进程和线程的区别
2. 什么是同步和互斥
3. 给一个具体的情况，问采用进程还是线程为什么
4. 你是怎么处理僵尸进程的
5. 怎么测试一个硬盘的读写速度
6. xxx框架 是用的多进程还是多线程并发
7. 进程间通信方式知道哪些，都有什么特点