python 多线程问题

逃离我推掉我的手 2022-06-06 11:23 318阅读 0赞

> 每一个进程里面会有一个线程,默认的线程叫做主线程  
> 线程是程序执行的最小单元,所有进程必须在线程中执行,默认所有代码再主线程中  
> 跟进程的不同点是:  
> 内存空间不一样,进程是相互独立的内存空间  
> 线程是再同一个内存空间,可以看成是线程是进程的儿子  
> 进程:子进程崩溃不会影响其他进程  
> 实现硬件最大化  
> 线程:内存空间共享,切换速度快,  
> 创建速度快,需要极少的内存和时间  
> 线程致命bug 全负荷工作也只是cpu核心数分之一

## **创建一个线程** ##

> 1,导入包  
> 2,创建线程对象  
> 3,启动线程

导入包
    from threading import Thread
    import threading
    
    def eat():
        # 打印线程名字 current_thread() 获取当前线程 线程名字是系统分配的
        print('小天才喜欢吃',threading.current_thread().name)
    
    if __name__ == '__main__':
        # 获取线程的名字 threading.current_thread() 在哪个线程中执行 获取的就是哪一个线程
        print('当前线程名字',threading.current_thread().name)
    
        # 创建一个线程 target指定线程执行的任务（函数） name指定线程的名字
        eat_t = Thread(target=eat,name='Rock')
        # 启动线程
        eat_t.start()

## 线程锁 ##

> 一个进程中的n个线程,所用的数据是共享的,两个线程对同一数据进行运算,数据会混乱.  
> 线程锁针对于全局变量,如果是在一个线程里,那么就不用加线程锁  
> 解决线程不安全问题,保证代码段稳定执行, 加锁就可以解决,但是代码段执行前加锁,执行后必须释放锁,否则会造成死锁.(程序出现bug,没有释放),死锁会导致锁定内容将线程black(卡住) ,解决问题, 只要保证能及时释放锁就行  
> 线程锁  
> 优点,  
> 解决了线程不安全问题, 数据安全  
> 缺点  
> 降低程序执行的效率  
> 1,导入锁的模块  
> 2,加锁  
> 3,解锁/释放

import threading
    from threading import Thread
    score = 100
    # 线程锁
    lock = threading.Lock()
    def thread_one():
        global score
        for i in range(1000000):
            # 加锁
            lock.acquire()
            score += 5
            score -= 5
            # 释放
            lock.release()
    def thread_two():
        global score
        for i in range(1000000):
            lock.acquire()
            score += 10
            score -= 10
            lock.release()
    if __name__ =='__main__':
        print('开始了')
        t_one = Thread(target=thread_one)
        t_two = Thread(target=thread_two)
    
        t_one.start()
        t_two.start()
    
        t_one.join()
        t_two.join()
        print('结束了',score)

## **Threadlocal** ##

> 本地线程,作用是把全局变量变成局部变量,只对于一个线程有用,不影响其他线程的变量  
> 1,导入模块  
> 2,创建对象  
> 3,添加

join,加在循环外部,如果加在循环内,则需要等待,一个循环完了,等待它执行完了之后,再进行下一个循环,就是单线程.

# 导入ThreadLocal
    import threading
    from threading import local
    from threading import Thread
    # 创建ThreadLocal对象
    threadLocal = local()
    
    def add_hobby(hobby):
        print('添加hobby的线程 %s' % threading.current_thread().name)
        # 添加hobby
        threadLocal.hobby = hobby
        get_hobby()
    def get_hobby():
        print('获取hobby的线程 %s' % threading.current_thread().name, threadLocal.hobby)
    
    if __name__ == '__main__':
        t1 = Thread(target=add_hobby,args=('eat',),name='Tommy')
        t2 = Thread(target=add_hobby,args=('sleep',),name='vincent')
    
        t1.start()
        t2.start()
    
        t1.join()
        t2.join()

## **抛异常** ##

> 在线程里面发生异常,为了不影响程序的运行,一般会抛出异常,跳过这个错误,继续执行
> 
> 线程执行 , 并发随机执行  
> 线程锁,一定要释放锁,将需要加锁的模块放到try中  
> 再finally中释放锁  
> 主线程挂掉,主进程也会挂掉,所以,主进程会配合很多子进程进行,  
> 主线程也会配合很多子线程进行操作,子线程一般有两步  
> 1,获取异常,(记录错误日志Exception)  
> 2,重启一个新进程,继续执行任务(主从结构)

import threading
    # 设置锁
    lock = threading.Lock()
    score = 100
    def eat_dump():
        global score
        # 操作之前加锁
        lock.acquire()
        # 操作
        try:
            score += 5
            score -= 5
        #获取异常
        except Exception as e:
            print('发生错误了 吃')
        # 释放锁
        finally:
            lock.release()

## 线程的调度 ##

> 想要让两个线程相互穿插进行,就要用到调度/礼让  
> 礼让完了双方都在等待,这个时候需要告诉对方,你可以执行了
> 
> with 开路的,就是为我们操作进行开头和扫尾的  
> 比如,在线程中,自动加锁释放锁  
> 在文件io中,自动关闭io流,文件读写的出入口

# 导入调度模块
    from threading import Condition
    # 创建调度对象
    cond = Condition()
    
    def thread_a():
        # with 代替线程锁
        with cond:
            for i in range(0,10,2):
                print(i)
                # 通知对方先行
                cond.notify()
                # 等待礼让
                cond.wait()

> python中的多线程是真正的多线程  
> 让进程开启一个线程,线程中执行一个死循环,不加优化的那种  
> 死循环的时候, 会占用你cpu核心数的值(count) 1/count\*100%  
> 一个线程是这样,10个线程也是这样
> 
> 但是你使用Java,或者c,c++, 他就可以将CPU的所有资源占用  
> 如果想实现CPU的全负荷使用,再python中需要进程和线程的配合使用  
> 开启CPU核心数的子进程,子进程中再开启线程去干活
> 
> 为什么把CPU资源占满,  
> 因为其他程序没占用,浪费资源

### 信号量控制线程的数量 ###

import threading
    import time,random
    
    # 创建信号量
    # 参数为 线程限制的数量,即同时存在的线程的最大数量
    sem = threading.Semaphore(3)
    def run(num):
        with sem:
            print("%s - %d" % (threading.current_thread().name, num))
            time.sleep(1)
    if __name__ == '__main__':
    # 创建多个线程处理数据
        for i in range(20):
            t =threading.Thread(target=run,args=(i,))
            t.start()

### 定时 ###

> 规定多久后执行该线程

import  threading
    def func():
        print("我想跟你约会")
    if __name__ == '__main__':
        # 创建一个延时线程,表示 该线程等待多长时间之后开始执行
        # 参数1: 表示延迟的时间,单位秒,
        # 参数2: 线程执行的函数
        tt = threading.Timer(3,func)
        tt.start()