操作系统/应用程序、操作中的“并发”、线程和进程的区别，线程
并发编程前言：
1、网络应用
1）爬虫 直接应用并发编程；
2）网络框架 django flask tornado 源码-并发编程
3）socketserver 源码-并发编程
2、运维领域
1）自动化开发-运维开发（机器的批量管理，任务的批量执行等）
一、操作系统/应用程序
a、硬件
- 硬盘
- CPU
- 主板
- 显卡
- 内存
- 电源
. . . . . .
b、装系统（软件）
- 系统就是一个由程序员写出来的软件，该软件用于控制计算机的硬件，让他们之间进行相互配合。
c、安软件（安装应用程序）
- 百度云
- pycharm
. . . . . .
二、并行与并发
并发：是伪并行，即看起来是同时运行。单个cpu+多道技术就可以实现并发，（并行也属于并发）
单cpu，多进程并发举例
并行：并行：同时运行，只有具备多个cpu才能实现并行
多个cpu、多进程并行举例
三、线程和进程
a、单进程、单线程的应用程序，比如：
print('666')
b、到底什么是线程？什么是进程？
python自己没有这玩意，python中调用的操作系统的线程和进程。
c、单进程、多线程的应用程序，比如：
import threading
print('666')
def func(arg):
print(arg)
t = threading.Thread(target=func,args=(11,)) # 创建一个线程
t.start()
一个应用程序（软件），可以有多个进程（默认只有一个），一个进程中可以创建多个线程（默认一个）。
问题1：为什么有这把GIL锁？
python语言的创始人在开发这门语言时，目的是快速把语言开发出来，如果加上GIL锁（c语言加锁），切换时按照100条字节指令来进行线程间的切换。
问题2：进程和线程的区别？
线程，线程是cpu工作的最小单元；
进程，进程是cpu资源分配的最小单元，为线程提供一个资源共享的空间；
一个进程中可以有多个线程，一个进程中默认有一个主线程；
对于python来说，它的进程和线程和其他语言有差异，有GIL锁。它保证一个进程中同一时刻只有一个线程被cpu调度；
IO密集型操作可以使用多线程，计算密集型可以使用多进程；
问题3：线程创建的越多越好吗？
不是，线程之间进行切换，要做上下文管理。
线程和进程的效率对比:线程的效率非常高,并且线程开启不需要消耗什么资源
线程的创建
第一中创建方式:
threading四ruai顶 Thread死ruai的
import time
from threading import Thread
from multiprocessing import Process
def func(n):
print(n)
if __name__ == '__main__':
# t = Thread(target=func,args=('我是线程',))
# t.start() #速度非常快
p = Process(target=func,args=('我是进程',))
p.start()
print('主线程结束')
第二种创建方式: 函数继承Thread
class MyThread(Thread):
def run(self):
print('sb明杰')
if __name__ == '__main__':
t = MyThread()
t.start()
print('主线程结束')
同一进程下,线程是资源共享的
import time
from threading import Thread
from multiprocessing import Process
num = 100
def func():
global num
num = 0
if __name__ == '__main__':
t = Thread(target=func,)
t.start()
t.join()
print(num)
线程资源共享数据不安全,通过锁来解决数据不安全的问题,线程模块里面引入的锁
锁(同步锁\互斥锁):保证数据安全,但是牺牲了效率,同步执行锁内的代码
import time
from threading import Thread,Lock Lock(拉客)
num = 100
def func(t_lock):
global num
# num -= 1
t_lock.acquire()
mid = num
mid = mid - 1
time.sleep(0.0001)
num = mid
t_lock.release()
if __name__ == '__main__':
t_lock = Lock() #锁对象(同步锁,互斥锁)
t_list = []
for i in range(10):
t = Thread(target=func,args=(t_lock,))
t.start()
t_list.append(t)
[tt.join() for tt in t_list]
print('主线程>>>',num)
解决死锁线程,用递归锁
互相抢到了对方的需要的锁,导致双方相互等待,程序没法进行
import time
from threading import Thread,Lock,RLock #递归锁
class MyThread(Thread):
def __init__(self,lockA,lockB):
super().__init__()
self.lockA = lockA
self.lockB = lockB
def run(self):
self.f1()
self.f2()
def f1(self):
self.lockA.acquire()
print('我拿了A锁')
self.lockB.acquire()
print('我是一个很好的客户!')
self.lockB.release()
self.lockA.release()
def f2(self):
self.lockB.acquire()
time.sleep(0.1)
print('我拿到了B锁')
self.lockA.acquire()
print('我是一名合格的技师')
self.lockA.release()
self.lockB.release()
if __name__ == '__main__':
# lockA = Lock()
# lockB = Lock()
# lockA = lockB = Lock() #不要这么写,别自己玩自己,锁自己
lockA = lockB = RLock()
t1 = MyThread(lockA,lockB)
t1.start()
t2 = MyThread(lockA,lockB)
t2.start()
print('我是经理')
线程进程效率对比
import time
from threading import Thread
from multiprocessing import Process
def func(n):
num = 0
for n1 in range(n):
num += n1
print('num',num)
if __name__ == '__main__':
t_s_t = time.time()
t_list = []
for i in range(10):
t = Thread(target=func,args=(10,))
t.start() #速度非常快
t_list.append(t)
[tt.join() for tt in t_list]
t_e_t = time.time()
t_dif_t = t_e_t - t_s_t #获取了线程的执行时间
p_s_t = time.time() #开始时间
p_list = []
for ii in range(10):
p = Process(target=func,args=(10,))
p.start()
p_list.append(p)
[pp.join() for pp in p_list]
p_e_t = time.time() #结束时间
p_dif_t = p_e_t - p_s_t #时间差
print('线程>>>>',t_dif_t)
print('进程....',p_dif_t)
print('主线程结束')
信号量
信号量:控制同时能够进入锁内去执行代码的线程数量(进程数量),维护了一个计数器,刚开始创建信号量的时候假如设置的是4个房间,进入一次acquire就加一,出来一次就减一,如果计数器为0的时候,才可以继续抢钥匙,这样其他任务等待,这样的话,其他任务都是同步的状态,而进入acquire里面去执行的那四个任务是异步执行的
import time
from threading import Thread, Semaphore
def func1(s):
s.acquire()
time.sleep(1)
print('大宝剑!!!')
s.release()
if __name__ == '__main__':
s = Semaphore(4)
for i in range(10):
t = Thread(target=func1,args=(s,))
t.start()
主线程等待子线程的原因
import time
from threading import Thread
from multiprocessing import Process
def func(n):
time.sleep(5)
print(n)
if __name__ == '__main__':
# 主线程等待的是子线程的任务全部执行完毕
t = Thread(target=func, args=('我是子线程',))
t.start() # 速度非常快
# 主进程等待的是给子进程收尸
# p = Process(target=func,args=('我是子进程',))
# p.start()
# print('主进程结束!!')
print('主线程结束')
守护线程
主线程等待所有非守护进程的结束才结束,主线程的代码运行结束,还要等待守护线的执行完毕,这个过程中守护线程还存在
守护进程
主进程代码结束程序并没有结束,并且主进程还存在,进程等待其他的子进程执行结束以后,为子进程收尸,注意一个问题:主进程的代码运行结束守护进程跟着结束,
代码如下
import time
from threading import Thread
from multiprocessing import Process
def func1(n):
time.sleep(5)
print(n)
def func2(n):
time.sleep(3)
print(n)
if __name__ == '__main__':
# 进程
p1 = Process(target=func1,args=('我是子进程1号',))
p1.daemon = True #设置守护,在start之前加
p1.start()
p2 = Process(target=func2, args=('我是子进程2号',))
p2.start()
t1 = Thread(target=func1, args=('我是子xiancheng1号',))
t1.daemon = True
t1.start()
t2 = Thread(target=func2, args=('我是子xiancheng2号',))
t2.start()
print('主进程结束!!')
print('主线程结束')
线程的其他方法 1
from threading import Thread
import threading
import time
from multiprocessing import Process
import os
def work():
import time
time.sleep(1)
# print('子线程',threading.get_ident()) #2608
if __name__ == '__main__':
#在主进程下开启线程
t=Thread(target=work) #死如唉的
t.start()
current_thread(扣的死如爱的)
print(threading.current_thread())#主线程对象 #<_MainThread(MainThread, started 1376)>
print(threading.current_thread().getName()) #主线程名称 #MainThread
print(threading.current_thread().ident) #主线程ID #1376
print(threading.get_ident()) #主线程ID #1376
time.sleep(3)
print(threading.enumerate()) # 连同主线程在内有两个运行的线程, enumerate枚举(额牛木蕊特)
print(threading.active_count()) # 2 active_count(啊可特康特)
print('主线程/主进程')
事件:
from threading import Thread,Event Event(一温特)
e = Event() #e的状态有两种,False True,当事件对象的状态为False的时候,wait的地方会阻塞
e.set() #将事件对象的状态改为True
e.clear() #将事件对象的状态改为Flase clear(克雷尔)
print('在这里等待')
e.wait() #阻塞 wait(威特)
print('还没好!!')
线程队列
队列有三种模式
先进先出:
import queue
q=queue.Queue()
q.put('first')
# q.put_nowait() #不等待
print(q.get())
q.get_nowait() #没有数据就报错，可以通过try来搞 脑为特
先进后出:
import queue
q=queue.LifoQueue() #队列，类似于栈，栈我们提过吗，是不是先进后出的顺序啊
q.put('third')
print(q.get())
优先级队列:
import queue
q=queue.PriorityQueue()
#put进入一个元组,元组的第一个元素是优先级(通常是数字,也可以是非数字之间的比较),数字越小优先级越高
q.put((-10,'a'))
q.put((-5,'a')) #负数也可以
q.put((20,'ws')) #如果两个值的优先级一样，那么按照后面的值的acsii码顺序来排序,如果字符串第一个数元素相同，比较第二个元素的acsii码顺序
q.put((20,'wd'))
q.put((20,{'a':11})) #TypeError: unorderable types: dict() < dict() 不能是字典
q.put((20,('w',1))) #优先级相同的两个数据，他们后面的值必须是相同的数据类型才能比较，可以是元祖，也是通过元素的ascii码顺序来排序
'''
结果(数字越小优先级越高,优先级高的优先出队):
'''
线程池:
import time
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor,ProcessPoolExecutor
from threading import current_thread
def func(n):
time.sleep(1)
# print(n,current_thread().ident)
return n**2
if __name__ == '__main__':
t_p = ThreadPoolExecutor(max_workers = 4) max_workers(马克思我K儿死)
map_res = t_p.map(func,range(10)) #异步执行的,map自带join功能
print(map_res)
print([i for i in map_res])
回调函数:
import time
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor,ProcessPoolExecutor
from threading import current_thread
def func(n):
time.sleep(1)
print(n,current_thread().getName())
return n**2
def func2(n):
print('>>>>>>>',n.result())
if __name__ == '__main__':
t_p = ThreadPoolExecutor(max_workers = 4)
for i in range(3):
t_p.submit(func,i).add_done_callback(func2) add_done_callback(俺的 当 考班可)
print('主线程结束')
线程池的一些其他方法:
ThreadPoolExecutor(死日无爱的 噗奥 A克赛K特)
ProcessPoolExecutor(噗赛死 噗奥 A克赛K特)
import time
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor,ProcessPoolExecutor
from threading import current_thread
def func(n):
time.sleep(1)
# print(n,current_thread().ident)
return n**2
if __name__ == '__main__':
t_p = ThreadPoolExecutor(max_workers = 4)
t_res_list = []
for i in range(10):
res_obj = t_p.submit(func,i)#异步提交了10个任务,submit(色卖特)
t_res_list.append(res_obj)
t_p.shutdown() #close + join shutdown(莎当) close(可篓子)
for e_res in t_res_list:
print(e_res.result())#他和get一样 result(蕊造特)
多线程和多进程进行纯计算的效率
import time from multiprocessing import Process from threading import Thread def func(): num = 0 for i in range(1,10000000): num += i # def func(): # time.sleep(2) # print('xxxxxxxx') if __name__ == '__main__': p_s_t = time.time() p_list = [] for i in range(10): p = Process(target=func,) p_list.append(p) p.start() [pp.join() for pp in p_list] p_e_t = time.time() p_dif_t = p_e_t - p_s_t t_s_t = time.time() t_list = [] for i in range(10): t = Thread(target=func,) t_list.append(t) t.start() [tt.join() for tt in t_list] t_e_t = time.time() t_dif_t = t_e_t - t_s_t print('多进程执行的时间',p_dif_t) print('多线程执行的时间',t_dif_t) ''' 多进程执行的时间 4.5982630252838135 多线程执行的时间 8.339477062225342 '''
GIL锁:
并发执行的效率(在没有IO的情况下,两个纯计算的任务 )
import time
def func1():
num2 = 0
for i in range(1000001):
num2 += i
yield
# print('执行到下一个yield',current_thread().name)
def func2():
g = func1()
next(g)
sum = 0
for i in range(1000000):
# g.send(i)
sum += i
next(g)
s_t = time.time()
func2()
print('协程的时间',time.time() - s_t)
串行执行的效率
def func1():
num2 = 0
for i in range(1000001):
num2 += i
# print('执行到下一个yield',current_thread().name)
def func2():
sum = 0
for i in range(1000000):
sum = sum + i
s_t = time.time()
func1()
func2()
print('串行的时间',time.time() - s_t)
'''
协程的时间 0.319796085357666
串行的时间 0.14291739463806152
'''
