
线程(Thread)
线程概述
- 概念:
【1】线程被称为轻量级的进程,也是多任务编程方式
【2】也可以利用计算机的多CPU资源
【3】线程可以理解为进程中再开辟的分支任务 - 线程特征
【1】一个进程可以包含多个线程
【2】线程也是一个运行行为,消耗计算资源
【3】一个进程中所有线程共享这个进程的资源
【4】多个线程之间的运行同样互不影响各自运行
【5】线程的创建和销毁消耗资源远小于进程
多线程编程
- 线程模块 threading
- 创建方法
1. 创建线程对象from threading import Thread
t = Thread
功能:创建线程对象
参数:target 绑定线程函数
args 元组 给线程函数键值传参
kwargs 字典 给线程函数键值传参
daemon bool值,主线程退出时该分支线程也推出
2. 启动线程t.start()
3. 等待分支线程结束p.join([timeout])
功能:阻塞等待分支线程退出
参数:最长等待时间
- 创建方法
创建线程类
- 创建步骤
【1】继承Thread类
【2】重写__ init __方法添加自己的属性,使用super()加载父类属性【3】重写run()方法 - 使用方法
【1】实例化对象
【2】调用start自动执行run方法
线程同步互斥
- 线程通信方法:线程间使用全局变量进行通信
- 共享资源争夺
- 共享资源:多线程都可以操作的资源称为共享资源。对共享资源的操作代码段称为临界区。
- 影响: 对共享资源的无序操作可能会带来数据的混乱,或者操作错误。此时往往需要同步互斥机制协调操作顺序。
- 同步互斥机制
- 同步:同步是一种协作关系,为完成操作,线程间形成一种协调,按照必要的步骤有序执行操作。
- 互斥:互斥是一种制约关系,当一个进程或者线程占有资源时会进行加锁处理,此时其他进程线程就无法操作该资源,直到解锁后才能操作。
- 线程Event
from threading import Event
e = Event() 创建线程event对象
e.wait([timeout]) 阻塞等待e被set
e.set() 设置e,使wait结束阻塞
e.clear() 使e回到未被设置状态
e.is_set() 查看当前e是否被设置 - 线程锁 Lock
from threading import Lock
lock = Lock() 创建锁对象
lock.acquire() 上锁 如果lock已经上锁再调用会阻塞
lock.release() 解锁
死锁
- 两个或两个以上的线程在执行过程中,由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象,若无外力作用,它们将无法推进下去。此时系统处于死锁状态或系统生产了死锁。
- 死锁产生条件
- 互斥条件:线程使用了互斥方法,使用一个资源时其他线程无法使用
- 请求和保持条件:指线程已经保持至少一个资源,但又提出了新的资源请求,在获取到新的资源前不会释放自己保持的资源。
- 不剥夺条件:不会受到线程外部的干扰,如系统强制终止线程等。
- 环路等待条件:在发生死锁时,必须存在一个线程------资源的环形链,如T0正在等待一个T1占用的资源.....Tn正在等待已被T0占用的资源。
- 如何避免死锁
- 逻辑清晰,不要同进出现上述死锁产生的四个条件
- 通过测试工程师进行死锁检测
GIL问题
- 什么是GIL问题(全局解释器锁)由于python解释器设计中加入了解释器锁,导致python解释器同一时间只能解释执行一个线程,大降低了线程的执行效率。
- 后果遇阻塞线程会主动让出解释器,去解释其他线程。python多线程在执行多阻塞任务时可以提升程序效率,其他情况并不能对效率有所提升。
- 处理* 尽量使用进程完成无阻塞的并发行为
* 不使用c作为解释器 (可以用Java C#)
* Guido的声明:<http://www.artima.com/forums/flat.jsp?forum=106&thread=214235> - 结论
- GIL问题与Python语言本身没什么关系,属于解释器设计的历史问题。
- 在无阻塞状态下,多线程程序执行效率并不高,甚至还不如单线程效率。
- Python多线程只适用于执行有阻塞延迟的任务情形
进程、线程特点对比
- 对比:
- 两者都是多任务编程方式,都能使用计算机多核资源
- 进程的创建删除消耗的计算机资源比线程多
- 进程空间独立,数据互不干扰,有专门通信方法;线程使用全局变量通信
- 一个进程可以有多个分支线程,两者都有包含关系
- 多个线程共享进程资源,在共享资源操作时往往需要同步互斥处理
- Python线程存在GIL问题,但是进程没有。
- 使用场景
- 任务场景 :大型服务,多个独立任务模块,整个项目有多个进程,每个进程又有多个线程。
- 编程语言:Java,C#之类编程语言在执行多任务时一般都 是用线程完成,因线程资源消耗少;而Python由于GIL问题往往使用多进程 。
暂无评论...