python 3：多线程

以下两篇文章写得比较详细，可作为参考。
- https://www.cnblogs.com/jokerbj/p/7460260.html
- http://www.dabeaz.com/python/UnderstandingGIL.pdf

下面出现的案例代码请看下一篇博文多线程code。

多线程 vs 多进程

• 程序：一堆代码以文本形式存入一个文档
• 进程： 程序运行的一个状态
  
  • 包含地址空间，内存，数据栈等
  • 每个进程由自己完全独立的运行环境，多进程共享数据是一个问题
• 线程
  
  • 一个进程的独立运行片段，一个进程可以由多个线程
  • 轻量化的进程
  • 一个进程的多个现成间共享数据和上下文运行环境
  • 共享互斥问题

• 全局解释器锁（GIL）

  • Python代码的执行是由python虚拟机进行控制
  • 在主循环中只能有一个控制线程在执行

• Python包

  • thread：有问题，不好用，python3改成了_thread
  • threading: 通行的包
  • 案例01: 顺序执行，耗时比较长
  • 案例02: 改用多线程，缩短总时间，使用_thread
  • 案例03: 多线程，传参数

• threading的使用

  • 直接利用threading.Thread生成Thread实例
    
    1. t = threading.Thread(target=xxx, args=(xxx,))
    2. t.start():启动多线程
    3. t.join(): 等待多线程执行完成
    4. 案例04
    5. 案例05: 加入join后比较跟案例04的结果的异同
       
       • 守护线程-daemon
       • 如果在程序中将子线程设置成守护线程，则子线程会在主线程结束的时候自动退出
       • 一般认为，守护线程不重要或者不允许离开主线程独立运行
       • 守护线程案例能否有效果跟环境相关
       • 案例06非守护线程
       • 案例07守护线程
       • 线程常用属性
       • threading.currentThread：返回当前线程变量
       • threading.enumerate:返回一个包含正在运行的线程的list，正在运行的线程指的是线程启动后，结束前的状态
       • threading.activeCount: 返回正在运行的线程数量，效果跟 len(threading.enumerate)相同
       • thr.setName: 给线程设置名字
       • thr.getName: 得到线程的名字
  • 直接继承自threading.Thread
    
    • 直接继承Thread
    • 重写run函数
    • 类实例可以直接运行
    • 案例09
    • 案例10， 工业风案例

• 共享变量

  • 共享变量： 当多个现成同时访问一个变量的时候，会产生共享变量的问题
  • 案例11
  • 解决变量：锁，信号灯，
  • 锁（Lock）：
    
    • 是一个标志，表示一个线程在占用一些资源
    • 使用方法
      
      • 上锁
      • 使用共享资源，放心的用
      • 取消锁，释放锁
    • 案例12
    • 锁谁： 哪个资源需要多个线程共享，锁哪个
    • 理解锁：锁其实不是锁住谁，而是一个令牌
  • 线程安全问题：
    
    • 如果一个资源/变量，他对于多线程来讲，不用加锁也不会引起任何问题，则称为线程安全
    • 线程不安全变量类型： list, set, dict
    • 线程安全变量类型： queue
  • 生产者消费者问题
    
    • 一个模型，可以用来搭建消息队列，
    • queue是一个用来存放变量的数据结构，特点是先进先出，内部元素排队，可以理解成一个特殊的list
  • 死锁问题, 案例14
  • 锁的等待时间问题， 案例15
  • semphore
    
    • 允许一个资源最多由几个多线程同时使用
    • 案例16

  • threading.Timer

    • 案例 17
    • Timer是利用多线程，在指定时间后启动一个功能

  • 可重入锁

    • 一个锁，可以被一个线程多次申请
    • 主要解决递归调用的时候，需要申请锁的情况
    • 案例18

线程替代方案

• subprocess
  
  • 完全跳过线程，使用进程
  • 是派生进程的主要替代方案
  • python2.4后引入

• multiprocessiong

  • 使用threadiing借口派生，使用子进程
  • 允许为多核或者多cpu派生进程，接口跟threading非常相似
  • python2.6

• concurrent.futures

  • 新的异步执行模块
  • 任务级别的操作
  • python3.2后引入

多进程

• 进程间通讯(InterprocessCommunication, IPC )
• 进程之间无任何共享状态

• 进程的创建

  • 直接生成Process实例对象， 案例19
  • 派生子类， 案例20

• 在os中查看pid，ppid以及他们的关系

  • 案例21

• 生产者消费者模型

  • JoinableQueue
  • 案例22
  • 队列中哨兵的使用, 案例23
  • 哨兵的改进， 案例24

  以上内容来自网课的笔记免费Python全系列教程全栈工程师