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Python之线程、进程和协程

时间:2015-12-28 12:26:38      阅读:184      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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Python线程

Threading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。

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3 import threading
 4 import time
 5   
 6 def show(arg):
 7     time.sleep(1)
 8     print thread+str(arg)
 9   
10 for i in range(10):
11     t = threading.Thread(target=show, args=(i,))
12     t.start()
13   
14 print main thread stop

上述代码创建了10个“前台”线程,然后控制器就交给了CPU,CPU根据指定算法进行调度,分片执行指令。

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接着执行其他线程。所以,可能出现如下问题:

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#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import threading
import time

gl_num = 0

def show(arg):
    global gl_num
    time.sleep(1)
    gl_num +=1
    print gl_num

for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=show, args=(i,))
    t.start()

print main thread stop
未使用锁

使用锁:

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
   
import threading
import time
   
gl_num = 0
   
lock = threading.RLock()
   
def Func():
    lock.acquire()
    global gl_num
    gl_num +=1
    time.sleep(1)
    print gl_num
    lock.release()
       
for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=Func)
    t.start()

事件

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False
  • set:将“Flag”设置为True
 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3  
 4 import threading
 5  
 6  
 7 def do(event):
 8     print start
 9     event.wait()
10     print execute
11  
12  
13 event_obj = threading.Event()
14 for i in range(10):
15     t = threading.Thread(target=do, args=(event_obj,))
16     t.start()
17  
18 event_obj.clear()
19 inp = raw_input(input:)
20 if inp == true:
21     event_obj.set()

Python 进程

 1 from multiprocessing import Process
 2 import threading
 3 import time
 4   
 5 def foo(i):
 6     print say hi,i
 7   
 8 for i in range(10):
 9     p = Process(target=foo,args=(i,))
10     p.start()

注意:由于进程之间的数据需要各自持有一份,所以创建进程需要的非常大的开销。

进程数据共享

进程各自持有一份数据,默认无法共享数据

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#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8
 
from multiprocessing import Process
from multiprocessing import Manager
 
import time
 
li = []
 
def foo(i):
    li.append(i)
    print say hi,li
  
for i in range(10):
    p = Process(target=foo,args=(i,))
    p.start()
     
print ending,li

进程间默认无法数据共享
进程间默认无法数据共享
 1 #方法一,Array
 2 from multiprocessing import Process,Array
 3 temp = Array(i, [11,22,33,44])
 4  
 5 def Foo(i):
 6     temp[i] = 100+i
 7     for item in temp:
 8         print i,----->,item
 9  
10 for i in range(2):
11     p = Process(target=Foo,args=(i,))
12     p.start()
13  
14 #方法二:manage.dict()共享数据
15 from multiprocessing import Process,Manager
16  
17 manage = Manager()
18 dic = manage.dict()
19  
20 def Foo(i):
21     dic[i] = 100+i
22     print dic.values()
23  
24 for i in range(2):
25     p = Process(target=Foo,args=(i,))
26     p.start()
27     p.join()
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   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
类型对应表

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。

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#!/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()

进程锁实例
进程锁实例

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:

  • apply
  • apply_async
 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3 from  multiprocessing import Process,Pool
 4 import time
 5   
 6 def Foo(i):
 7     time.sleep(2)
 8     return i+100
 9   
10 def Bar(arg):
11     print arg
12   
13 pool = Pool(5)
14 #print pool.apply(Foo,(1,))
15 #print pool.apply_async(func =Foo, args=(1,)).get()
16   
17 for i in range(10):
18     pool.apply_async(func=Foo, args=(i,),callback=Bar)
19   
20 print end
21 pool.close()
22 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;

greenlet

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3  
 4  
 5 from greenlet import greenlet
 6  
 7  
 8 def test1():
 9     print 12
10     gr2.switch()
11     print 34
12     gr2.switch()
13  
14  
15 def test2():
16     print 56
17     gr1.switch()
18     print 78
19  
20 gr1 = greenlet(test1)
21 gr2 = greenlet(test2)
22 gr1.switch()

gevent

 1 import gevent
 2  
 3 def foo():
 4     print(Running in foo)
 5     gevent.sleep(0)
 6     print(Explicit context switch to foo again)
 7  
 8 def bar():
 9     print(Explicit context to bar)
10     gevent.sleep(0)
11     print(Implicit context switch back to bar)
12  
13 gevent.joinall([
14     gevent.spawn(foo),
15     gevent.spawn(bar),
16 ])

遇到IO操作自动切换:

技术分享
 1 from gevent import monkey; monkey.patch_all()
 2 import gevent
 3 import urllib2
 4 
 5 def f(url):
 6     print(GET: %s % url)
 7     resp = urllib2.urlopen(url)
 8     data = resp.read()
 9     print(%d bytes received from %s. % (len(data), url))
10 
11 gevent.joinall([
12         gevent.spawn(f, https://www.python.org/),
13         gevent.spawn(f, https://www.yahoo.com/),
14         gevent.spawn(f, https://github.com/),
15 ])
View Code

 

参考:http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5040827.html

Python之线程、进程和协程

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原文地址:http://www.cnblogs.com/fanweibin/p/5081936.html

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