线程、进程和协程
Treading用于提供线程相关的操作,线程是应用程序中工作的最小单元
#!/usr/bin/env python # coding:utf-8 import threading import time def show(arg): time.sleep(1) print 'thread'+str(arg) for i in range(10): t = threading.Thread(target=show,args=(i,)) t.start() print 'main thread stop' ''' 打印结果: main thread stop thread0 thread5thread4thread1thread2 thread3 thread7thread6thread8 thread9 '''
上述代码创建了10个进程,然后控制器就交给CPU,CPU根据指定的算法进行调度,分片执行指令。出现顺序错乱的现象正常,因为他们都在同时抢占屏幕。
更多方法:
start 线程准备就绪,等待CPU调度
setName 为线程设置名称
getName 获取线程名称
setDaemon 设置为后台线程或前台线程(默认)
如果是后台线程,主线程执行过程中,后台线程也在进行,主线程执行完毕后,后台线程不论成功与否,均停止
如果是前台线程,主线程执行过程中,前台线程也在进行,主线程执行完毕后,等待前台线程也执行完成后,程序停止
join 逐个执行每个线程,执行完毕后继续往下执行,该方法使得多线程变得无意义
run 线程被cpu调度后执行Thread类对象的run方法
线程锁
由于线程之间是进行随机调度,并且每个线程可能只执行n条执行之后,CPU接着执行其他的线程。所以可能出现资源的抢占就像上面抢占屏幕输出,因此出现线程锁
#!/usr/bin/env python # coding:utf-8 import threading import time num = 0 lock = threading.RLock() def fun(): # 加锁 lock.acquire() global num time.sleep(1) print num\ # 解锁 lock.release() for i in range(10): t = threading.Thread(target=fun,) t.start() 打印输出:1-10 按照顺序
event
python线程的事件用于主线程控制其他线程的执行,事件主要提供了三个方法,set、wait、clear
事件处理的机制:全局定义了一个Flag,如果Flag值为False,那么当程序执行event.wait方法时就会阻塞,如果Flag值为True那么event.wait方法时便不再阻塞
clear:将Flag设置为Flase
set:将Flag设置为True
#!/usr/bin/env python # coding:utf-8 import threading def do(event): print 'start' # wait方法 event.wait() print 'execute' event_onj = threading.Event() for i in range(10): t = threading.Thread(target=do,args=(event_onj,)) t.start() # 设置flag=false event_onj.clear() inp = raw_input('input:') if inp == 'true': # 设置flag=true event_onj.set()
上述代码的执行:首先会全部10个进程都执行到print ‘start’,然后执行event_onj.clear(),将状态设置为false;处在在等待状态,当我输入true的时候,执行event_onj.set(),状态有设置为true。继续往下执行
下面是执行结果:
start
start
start
start
start
start
start
start
start
startinput:
true
executeexecute
executeexecuteexecute
executeexecute
executeexecuteexecute
多线程的使用
创建一个线程
#!/usr/bin/env python # coding:utf-8 from multiprocessing import Process import threading import time def do(i): print 'say hi',i for i in range(2): p = Process(target=do,args=(i,)) p.start()
注意:因为进程之间的数据需要各自持有一份,所以创建进程需要非常大的开销(windows下不能创建Process)
进程数据共享
进程各自持有一份数据,默认无法共享数据
共享方式一:Array
#!/usr/bin/env python # coding:utf-8 from multiprocessing import Process,Array # 创建一个只包含数字类型的一个数组(列表) # 数组的个数是不可变的 temp = Array('i',[1,2,3,4,5,6]) def Foo(i): temp[i] = 100+i for item in temp: print i,'=======',item for i in range(2): p = Process(target=Foo,args=(i,)) p.start()
共享方式二:manage.dict
#!/usr/bin/env python # coding:utf-8 from multiprocessing import Process,Manager manage = Manager() dic = manage.dict() def Foo(i): dic[i] = 100+i print dic.values() for i in range(2): p = Process(target=Foo,args=(i,)) p.start() p.join()
共享数据的类型
'c': ctypes.c_char, 'u': ctypes.c_wchar, 'b': ctypes.c_byte, 'B': ctypes.c_ubyte, 'h': ctypes.c_short, 'H': ctypes.c_ushort, 'i': ctypes.c_int, 'I': ctypes.c_uint, 'l': ctypes.c_long, 'L': ctypes.c_ulong, 'f': ctypes.c_float, 'd': ctypes.c_double
当创建进程时(非使用时),共享数据会被拿到子进程中,当进程中执行完毕后,再赋值给原值。
这里也是可以使用进程锁
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- from multiprocessing import Process, Array, RLock def Foo(lock,temp,i): """ 将第0个数加100 """ lock.acquire() temp[0] = 100+i for item in temp: print i,'----->',item lock.release() lock = RLock() temp = Array('i', [11, 22, 33, 44]) for i in range(20): p = Process(target=Foo,args=(lock,temp,i,)) p.start()
进程池
进程池内部维护一个进程序列,当使用时,则去进程池中获取一个进程,如果进程池序列中没有可供使用的进进程,那么程序就会等待,直到进程池中有可用进程为止。
进程池中有两个方法:
1:apply 去进程池中申请一个进程
2:apply_async 去进程池中申请一个进程
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- from multiprocessing import Process,Pool import time def Foo(i): time.sleep(2) return i+100 # 这里的arg就是执行Foo函数的返回值 def Bar(arg): print arg # 创建五个进程 pool = Pool(5) print pool.apply(Foo,(1,)) print pool.apply(Foo,(2,)) print pool.apply(Foo,(3,)) print pool.apply(Foo,(4,)) print pool.apply(Foo,(5,)) # 上面五个的其中一个执行完毕后,有空余的进程后,执行第六个进程。 print pool.apply(Foo,(6,)) for i in range(10): # 循环执行10个进程,每个进程执行完毕后,都执行callback方法中的Bar pool.apply_async(func=Foo, args=(i,),callback=Bar) print 'end' pool.close() pool.join()#进程池中进程执行完毕后再关闭,如果注释,那么程序直接关闭。
协程
线程和进程的操作是由程序触发系统接口,最后的执行者是系统;协程的操作则是程序员。
协程存在的意义:对于多线程应用,CPU通过切片的方式来切换线程间的执行,线程切换时需要耗时(保存状态,下次继续)。协程,则只使用一个线程,在一个线程中规定某个代码块执行顺序。
协程的适用场景:当程序中存在大量不需要CPU的操作时(IO),适用于协程;
说白了就是由程序员来控制程序的执行
协程是对线程的分片
这里的greenlet需要安装
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- from greenlet import greenlet def test1(): print 12
# 切换到协程2去执行 gr2.switch() print 34 gr2.switch() def test2(): print 56
# 切换到协程1去执行 gr1.switch() print 78 gr1 = greenlet(test1) gr2 = greenlet(test2) gr1.switch()
这个执行有点像yield
IO操作特别多的情况下用协程比较合适。计算多的情况不要用协程。
gevent
#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- from gevent import monkey; monkey.patch_all() import gevent import urllib2 # import urllib # 请求www.baidu.com # t = urllib.urlopen('http://www.baidu.com') # print t.read() def f(url): print('GET: %s' % url) # 发一个http请求 resp = urllib2.urlopen(url) data = resp.read() print('%d bytes received from %s.' % (len(data), url)) gevent.joinall([ # 这里是三个协程,是没有阻塞的,执行F函数,谁返回,谁接着就执行 gevent.spawn(f, 'https://www.python.org/'), gevent.spawn(f, 'https://www.yahoo.com/'), gevent.spawn(f, 'https://github.com/'), ])