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进程,线程

时间:2016-03-10 23:17:19      阅读:296      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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线程(thread)

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。一条线程指的就是进程中一个单一顺序的控制流,一个进程中可以并发多个线程,每条线程并执行不同的任务。

threading

用于提供线程相关的操作。

#!/usr/bin/env python3

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)

上述代码创建了10个前台线程,然后控制器交给了CPU,CPU根据指定算法进行调度,分片执行指令

其他方法:

  • 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,该方法使的多线程变得无意义
  • run            线程被CPU调度后执行Thread类对象的run方法

 

调用的方法:

直接调用

import threading
import time

def sayhi(num):    # 定义每个线程要运行的函数
    print("running on number:%s" %num)
    time.sleep(3)

if __name__ == "__main__":
    t_list = []
    for i in range(10):
        t = threading.Thread(target=sayhi,args=[i,])
        t.start()
        t_list.append(t)
    for i in t_list:
        i.join()        # 阻断,等上面都执行完成后再执行后面的程序

    print("---main---")

 

继承调用:

import threading
import time
 
 
class MyThread(threading.Thread):
    def __init__(self,num):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.num = num
 
    def run(self):#定义每个线程要运行的函数
 
        print("running on number:%s" %self.num)
 
        time.sleep(3)
 
if __name__ == __main__:
 
    t1 = MyThread(1)
    t2 = MyThread(2)
    t1.start()
    t2.start()

 

线程锁(互斥锁Mutex)

一个进程下可以启动多个线程,多个线程共享父进程的内存空间,也就意味着每个线程可以访问同一份数据,这样就会出现2个线程同时要修改同一份数据。(3.x版本中不会出现这种情况)

未加锁的版本:

import time
import threading
 
def addNum():
    global num #在每个线程中都获取这个全局变量
    print(--get num:,num )
    time.sleep(1)
    num  -=1 #对此公共变量进行-1操作
 
num = 100  #设定一个共享变量
thread_list = []
for i in range(100):
    t = threading.Thread(target=addNum)
    t.start()
    thread_list.append(t)
 
for t in thread_list: #等待所有线程执行完毕
    t.join()
 
print(final num:, num )

加锁版本:

import time
import threading
 
def addNum():
    global num #在每个线程中都获取这个全局变量
    print(--get num:,num )
    time.sleep(1)
    lock.acquire() #修改数据前加锁
    num  -=1 #对此公共变量进行-1操作
    lock.release() #修改后释放
 
num = 100  #设定一个共享变量
thread_list = []
lock = threading.Lock() #生成全局锁
for i in range(100):
    t = threading.Thread(target=addNum)
    t.start()
    thread_list.append(t)
 
for t in thread_list: #等待所有线程执行完毕
    t.join()
 
print(final num:, num )

 

RLock(递归锁)

就是会有多层锁。

#!/usr/bin/env python3
import threading

def run1():
    print("grab the first part data")
    lock.acquire()
    global num
    num +=1
    lock.release()
    return num
def run2():
    print("grab the second part data")
    lock.acquire()
    global  num2
    num2+=1
    lock.release()
    return num2
def run3():
    lock.acquire()
    res = run1()
    print(--------between run1 and run2-----)
    res2 = run2()
    lock.release()
    print(res,res2)

if __name__ == __main__:

    num,num2 = 0,0
    lock = threading.RLock()        #$ Rlock递归锁
    for i in range(10):
        t = threading.Thread(target=run3)
        t.start()

while threading.active_count() != 1:
    print(threading.active_count())
else:
    print(----all threads done---)
    print(num,num2)

 

Semaphore(信号量)

互斥锁同时只允许一个线程更改数据,而Semaphore是同时允许一定量的线程更改数据,比如去理发店,有3个理发师,最多允许3个人理发,后面的人只能排队等待。

import threading
import time

def run(n):
    semaphore.acquire()
    time.sleep(1)
    print("run the thread: %s\n" %n)
    semaphore.release()

if __name__ == __main__:

    num= 0
    semaphore  = threading.BoundedSemaphore(5) #最多允许5个线程同时运行
    for i in range(20):
        t = threading.Thread(target=run,args=(i,))
        t.start()

while threading.active_count() != 1:
    pass #print threading.active_count()
else:
    print(----all threads done---)
    print(num)

 

Events

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 方法便不阻塞

  • clear:将“Flag”设置为False
  • set:将“Flag”设置为True

通过event来实现两个或多个线程间的交互,下面是一个红绿灯的例子。

import threading
import time
import random
def light():
    if not event.isSet():
        event.set() #wait就不阻塞 #绿灯状态
    count = 0
    while True:
        if count < 10:
            print(\033[42;1m--green light on---\033[0m)
        elif count <13:
            print(\033[43;1m--yellow light on---\033[0m)
        elif count <20:
            if event.isSet():
                event.clear()
            print(\033[41;1m--red light on---\033[0m)
        else:
            count = 0
            event.set() #打开绿灯
        time.sleep(1)
        count +=1

def car(n): #no bug version
    while 1:
        time.sleep(1)
        if  event.isSet(): #绿灯
            print("car [%s] is running.." % n)
        else:
            print("car [%s] is waiting for the red light.." %n)
            event.wait()


def car2(n):
    while 1:
        time.sleep(random.randrange(10))
        if  event.isSet(): #绿灯
            print("car [%s] is running.." % n)
        else:
            print("car [%s] is waiting for the red light.." %n)

if __name__ == __main__:
    event = threading.Event()
    Light = threading.Thread(target=light)
    Light.start()
    for i in range(3):
        t = threading.Thread(target=car,args=(i,))
        t.start()

 

生产着消费着模型

主要是基于单向队列queue,单向队列的遵循的是先进先出的原则

下面模拟一个吃包子的场景

import time,random
import queue,threading
q = queue.Queue()
def Producer(name):
  count = 0
  while count <20:
    time.sleep(random.randrange(3))
    q.put(count)
    print(Producer %s has produced %s baozi.. %(name, count))
    count +=1
def Consumer(name):
  count = 0
  while count <20:
    time.sleep(random.randrange(4))
    if not q.empty():
        data = q.get()
        print(data)
        print(\033[32;1mConsumer %s has eat %s baozi...\033[0m %(name, data))
    else:
        print("-----no baozi anymore----")
    count +=1
p1 = threading.Thread(target=Producer, args=(A,))
c1 = threading.Thread(target=Consumer, args=(B,))
p1.start()
c1.start()

 

进程

多进程multiproceessing

from multiprocessing import Process
import os
 
def info(title):
    print(title)
    print(module name:, __name__)
    print(parent process:, os.getppid())    #$ 父进程ID
    print(process id:, os.getpid())    #$ 进程ID
    print("\n\n")
 
def f(name):
    info(\033[31;1mfunction f\033[0m)
    print(hello, name)
 
if __name__ == __main__:
    info(\033[32;1mmain process line\033[0m)
    p = Process(target=f, args=(bob,))
    p.start()
    p.join()

 

进程间通讯

不同进程间内存是不共享的,可以使用以下方法进行进程间的数据交换

Queues

使用方法和threading里的queue差不多

from multiprocessing import Process, Queue
 
def f(q):
    q.put([42, None, hello])
 
if __name__ == __main__:
    q = Queue()
    p = Process(target=f, args=(q,))
    p.start()
    print(q.get())    # prints "[42, None, ‘hello‘]"
    p.join()

 

Pipes

管道,双向的

from multiprocessing import Process, Pipe
 
def f(conn):
    conn.send([42, None, hello])
    conn.close()
 
if __name__ == __main__:
    parent_conn, child_conn = Pipe()
    p = Process(target=f, args=(child_conn,))
    p.start()
    print(parent_conn.recv())   # prints "[42, None, ‘hello‘]"
    p.join()

 

Managers

from multiprocessing import Process, Manager

def f(d, l,n):
    d[n] =n
    d[2] = 2
    d[0.25] = None
    l.append(n)
    print(l)

if __name__ == __main__:
    with Manager() as manager:
        d = manager.dict()
        l = manager.list(range(5))
        p_list = []
        for i in range(10):
            p = Process(target=f, args=(d, l,i))
            p.start()
            p_list.append(p)
        for res in p_list:
            res.join()
        print(d)
        print(l)

 

进程同步

from multiprocessing import Process, Lock
 
def f(l, i):
    l.acquire()
    try:
        print(hello world, i)
    finally:
        l.release()
 
if __name__ == __main__:
    lock = Lock()
 
    for num in range(10):
        Process(target=f, args=(lock, num)).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
from  multiprocessing import Process,Pool
import time
 
def Foo(i):
    time.sleep(2)
    return i+100
 
def Bar(arg):
    print(-->exec done:,arg)
 
pool = Pool(5)
 
for i in range(10):
    pool.apply_async(func=Foo, args=(i,),callback=Bar)    #$ 异步
    #pool.apply(func=Foo, args=(i,))
 
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。

进程,线程

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原文地址:http://www.cnblogs.com/binges/p/5263902.html

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