python多线程的几种方法

python多线程的几种方法

本文目录

  • python多线程的几种方法
  • python多线程几种方法实现
  • python多线程有几种实现方法
  • python多线程的问题如何处理
  • python 怎么实现多线程的
  • python 多线程
  • python中多进程和多线程的区别
  • 为什么有人说Python的多线程是鸡肋
  • python多线程和多进程的区别有哪些

python多线程的几种方法


Python进阶(二十六)-多线程实现同步的四种方式
临界资源即那些一次只能被一个线程访问的资源,典型例子就是打印机,它一次只能被一个程序用来执行打印功能,因为不能多个线程同时操作,而访问这部分资源的代码通常称之为临界区。
锁机制
threading的Lock类,用该类的acquire函数进行加锁,用realease函数进行解锁
import threadingimport timeclass Num:
def __init__(self):
self.num = 0
self.lock = threading.Lock() def add(self):
self.lock.acquire()#加锁,锁住相应的资源
self.num += 1
num = self.num
self.lock.release()#解锁,离开该资源
return num
n = Num()class jdThread(threading.Thread):
def __init__(self,item):
threading.Thread.__init__(self)
self.item = item def run(self):
time.sleep(2)
value = n.add()#将num加1,并输出原来的数据和+1之后的数据
print(self.item,value)for item in range(5):
t = jdThread(item)
t.start()
t.join()#使线程一个一个执行12345678910111213141516171819202122232425262728
当一个线程调用锁的acquire()方法获得锁时,锁就进入“locked”状态。每次只有一个线程可以获得锁。如果此时另一个线程试图获得这个锁,该线程就会变为“blocked”状态,称为“同步阻塞”(参见多线程的基本概念)。
直到拥有锁的线程调用锁的release()方法释放锁之后,锁进入“unlocked”状态。线程调度程序从处于同步阻塞状态的线程中选择一个来获得锁,并使得该线程进入运行(running)状态。
信号
信号量也提供acquire方法和release方法,每当调用acquire方法的时候,如果内部计数器大于0,则将其减1,如果内部计数器等于0,则会阻塞该线程,知道有线程调用了release方法将内部计数器更新到大于1位置
import threadingimport timeclass Num:
def __init__(self):
self.num = 0
self.sem = threading.Semaphore(value = 3) #允许最多三个线程同时访问资源
def add(self):
self.sem.acquire()#内部计数器减1
self.num += 1
num = self.num
self.sem.release()#内部计数器加1
return num
n = Num()class jdThread(threading.Thread):
def __init__(self,item):
threading.Thread.__init__(self)
self.item = item def run(self):
time.sleep(2)
value = n.add()
print(self.item,value)for item in range(100):

python多线程几种方法实现


Python进阶(二十六)-多线程实现同步的四种方式
临界资源即那些一次只能被一个线程访问的资源,典型例子就是打印机,它一次只能被一个程序用来执行打印功能,因为不能多个线程同时操作,而访问这部分资源的代码通常称之为临界区。
锁机制
threading的Lock类,用该类的acquire函数进行加锁,用realease函数进行解锁
import threadingimport timeclass Num:
def __init__(self):
self.num = 0
self.lock = threading.Lock() def add(self):
self.lock.acquire()#加锁,锁住相应的资源
self.num += 1
num = self.num
self.lock.release()#解锁,离开该资源
return num
n = Num()class jdThread(threading.Thread):
def __init__(self,item):
threading.Thread.__init__(self)
self.item = item def run(self):
time.sleep(2)
value = n.add()#将num加1,并输出原来的数据和+1之后的数据
print(self.item,value)for item in range(5):
t = jdThread(item)
t.start()
t.join()#使线程一个一个执行12345678910111213141516171819202122232425262728
当一个线程调用锁的acquire()方法获得锁时,锁就进入“locked”状态。每次只有一个线程可以获得锁。如果此时另一个线程试图获得这个锁,该线程就会变为“blocked”状态,称为“同步阻塞”(参见多线程的基本概念)。
直到拥有锁的线程调用锁的release()方法释放锁之后,锁进入“unlocked”状态。线程调度程序从处于同步阻塞状态的线程中选择一个来获得锁,并使得该线程进入运行(running)状态。
信号量
信号量也提供acquire方法和release方法,每当调用acquire方法的时候,如果内部计数器大于0,则将其减1,如果内部计数器等于0,则会阻塞该线程,知道有线程调用了release方法将内部计数器更新到大于1位置。
import threadingimport timeclass Num:
def __init__(self):
self.num = 0
self.sem = threading.Semaphore(value = 3) #允许最多三个线程同时访问资源
def add(self):
self.sem.acquire()#内部计数器减1
self.num += 1
num = self.num
self.sem.release()#内部计数器加1
return num
n = Num()class jdThread(threading.Thread):
def __init__(self,item):
threading.Thread.__init__(self)
self.item = item def run(self):
time.sleep(2)
value = n.add()
print(self.item,value)for item in range(100):

python多线程有几种实现方法


基本上有两种,第一种是继承Thread类,然后重写run方法,来实现新线程类的创建。第二种是写一个类实现Runnable()接口,然后将这个类传给一个Thread对象来创建线程对象。这两种方法本质是一样的。因为Thread类也实现了Runnable接口。

python多线程的问题如何处理


在python里线程出问题,可能会导致主进程崩溃。 虽然python里的线程是操作系统的真实线程。
那么怎么解决呢?通过我们用进程方式。子进程崩溃后,会完全的释放所有的内存错误状态。所以进程更安全。 另外通过进程,python可以很好的绕过GIL,这个全局锁问题。
但是进程也是有局限的。不要建立超过CPU总核数的进程,否则效率也不高。
简单的总结一下。
当我们想实现多任务处理时,首先要想到使用multiprocessing, 但是如果觉着进程太笨重,那么就要考虑使用线程。 如果多任务处理中需要处理的太多了,可以考虑多进程,每个进程再采用多线程。如果还处理不要,就要使用轮询模式,比如使用poll event, twisted等方式。如果是GUI方式,则要通过事件机制,或者是消息机制处理,GUI使用单线程。
所以在python里线程不要盲目用, 也不要滥用。 但是线程不安全是事实。如果仅仅是做几个后台任务,则可以考虑使用守护线程做。如果需要做一些危险操作,可能会崩溃的,就用子进程去做。 如果需要高度稳定性,同时并发数又不高的服务。则强烈建议用多进程的multiprocessing模块实现。
在linux或者是unix里,进程的使用代价没有windows高。还是可以接受的。

python 怎么实现多线程的


线程也就是轻量级的进程,多线程允许一次执行多个线程,Python是多线程语言,它有一个多线程包,GIL也就是全局解释器锁,以确保一次执行单个线程,一个线程保存GIL并在将其传递给下一个线程之前执行一些操作,也就产生了并行执行的错觉。

python 多线程


python支持多线程效果还不错,很多方面都用到了python 多线程的知识,我前段时间用python 多线程写了个处理生产者和消费者的问题,把代码贴出来给你看下:
#encoding=utf-8
import threading
import random
import time
from Queue import Queue
class Producer(threading.Thread):
def __init__(self, threadname, queue):
threading.Thread.__init__(self, name = threadname)
self.sharedata = queue
def run(self):
for i in range(20):
print self.getName(),’adding’,i,’to queue’
self.sharedata.put(i)
time.sleep(random.randrange(10)/10.0)
print self.getName(),’Finished’
# Consumer thread
class Consumer(threading.Thread):
def __init__(self, threadname, queue):
threading.Thread.__init__(self, name = threadname)
self.sharedata = queue
def run(self):
for i in range(20):
print self.getName(),’got a value:’,self.sharedata.get()
time.sleep(random.randrange(10)/10.0)
print self.getName(),’Finished’
# Main thread
def main():
queue = Queue()
producer = Producer(’Producer’, queue)
consumer = Consumer(’Consumer’, queue)
print ’Starting threads ...’
producer.start()
consumer.start()
producer.join()
consumer.join()
print ’All threads have terminated.’
if __name__ == ’__main__’:
main()
如果你想要了解更多的python 多线程知识可以点下面的参考资料的地址,希望对有帮助!

python中多进程和多线程的区别


什么是线程、进程?
进程(process)与线程(thread)是操作系统的基本概念,它们比较抽象,不容易掌握。
关于这两者,最经典的一句话就是“进程是资源分配的最小单位,线程是CPU调度的最小单位”,线程是程序中一个单一的顺序控制流程,进程内一个相对独立的、可调度的执行单元,是系统独立调度和分配CPU的基本单位指运行中的程序的调度单位,在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作,称为多线程。
进程与线程的区别是什么?
进程是资源分配的基本单位,所有与该进程有关的资源,都被记录在进程控制块PCB中,以表示该进程拥有这些资源或正在使用它们,另外,进程也是抢占处理机的调度单位,它拥有一个完整的虚拟地址空间,当进程发生调度时,不同的进程拥有不同的虚拟地址空间,而同一进程内的不同线程共享同一地址空间。
与进程相对应的,线程与资源分配无关,它属于某一个进程,并与进程内的其他线程一起共享进程的资源,线程只由相关堆栈(系统栈或用户栈)寄存器和线程控制表TCB组成,寄存器可被用来存储线程内的局部变量,但不能存储其他线程的相关变量。
通常在一个进程中可以包含若干个线程,它们可以利用进程所拥有的资源,在引入线程的操作系统中,通常都是把进程作为分配资源的基本单位,而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位。
由于线程比进程更小,基本上不拥有系统资源,所以对它的调度所付出的开销就会小得多,能更高效的提高系统内多个程序间并发执行的程度,从而显著提高系统资源的利用率和吞吐量。
因而近年来推出的通用操作系统都引入了线程,以便进一步提高系统的并发性,并把它视为现代操作系统的一个重要指标。

为什么有人说Python的多线程是鸡肋


因为 Python 中臭名昭著的 GIL。

那么 GIL 是什么?为什么会有 GIL?多线程真的是鸡肋吗? GIL 可以去掉吗?带着这些问题,我们一起往下看,同时需要你有一点点耐心。

多线程是不是鸡肋,我们先做个实验,实验非常简单,就是将数字 “1亿” 递减,减到 0 程序就终止,这个任务如果我们使用单线程来执行,完成时间会是多少?使用多线程又会是多少?show me the code

单线程

在我的4核 CPU 计算机中,单线程所花的时间是 6.5 秒。可能有人会问,线程在哪里?其实任何程序运行时,默认都会有一个主线程在执行。(关于线程与进程这里不展开,我会单独开一篇文章)

多线程

创建两个子线程 t1、t2,每个线程各执行 5 千万次减操作,等两个线程都执行完后,主线程终止程序运行。结果,两个线程以合作的方式执行是 6.8 秒,反而变慢了。按理来说,两个线程同时并行地运行在两个 CPU 之上,时间应该减半才对,现在不减反增。

是什么原因导致多线程不快反慢的呢?

原因就在于 GIL ,在 Cpython 解释器(Python语言的主流解释器)中,有一把全局解释锁(Global Interpreter Lock),在解释器解释执行 Python 代码时,先要得到这把锁,意味着,任何时候只可能有一个线程在执行代码,其它线程要想获得 CPU 执行代码指令,就必须先获得这把锁,如果锁被其它线程占用了,那么该线程就只能等待,直到占有该锁的线程释放锁才有执行代码指令的可能。

因此,这也就是为什么两个线程一起执行反而更加慢的原因,因为同一时刻,只有一个线程在运行,其它线程只能等待,即使是多核CPU,也没办法让多个线程「并行」地同时执行代码,只能是交替执行,因为多线程涉及到上线文切换、锁机制处理(获取锁,释放锁等),所以,多线程执行不快反慢。

什么时候 GIL 被释放呢?

当一个线程遇到 I/O 任务时,将释放GIL。计算密集型(CPU-bound)线程执行 100 次解释器的计步(ticks)时(计步可粗略看作 Python 虚拟机的指令),也会释放 GIL。可以通过设置计步长度,查看计步长度。相比单线程,这些多是多线程带来的额外开销

CPython 解释器为什么要这样设计?

多线程是为了适应现代计算机硬件高速发展充分利用多核处理器的产物,通过多线程使得 CPU 资源可以被高效利用起来,Python 诞生于1991年,那时候硬件配置远没有今天这样豪华,现在一台普通服务器32核64G内存都不是什么司空见惯的事

但是多线程有个问题,怎么解决共享数据的同步、一致性问题,因为,对于多个线程访问共享数据时,可能有两个线程同时修改一个数据情况,如果没有合适的机制保证数据的一致性,那么程序最终导致异常,所以,Python之父就搞了个全局的线程锁,不管你数据有没有同步问题,反正一刀切,上个全局锁,保证数据安全。这也就是多线程鸡肋的原因,因为它没有细粒度的控制数据的安全,而是用一种简单粗暴的方式来解决。

这种解决办法放在90年代,其实是没什么问题的,毕竟,那时候的硬件配置还很简陋,单核 CPU 还是主流,多线程的应用场景也不多,大部分时候还是以单线程的方式运行,单线程不要涉及线程的上下文切换,效率反而比多线程更高(在多核环境下,不适用此规则)。所以,采用 GIL 的方式来保证数据的一致性和安全,未必不可取,至少在当时是一种成本很低的实现方式。

那么把 GIL 去掉可行吗?

还真有人这么干多,但是结果令人失望,在1999年Greg Stein 和Mark Hammond 两位哥们就创建了一个去掉 GIL 的 Python 分支,在所有可变数据结构上把 GIL 替换为更为细粒度的锁。然而,做过了基准测试之后,去掉GIL的 Python 在单线程条件下执行效率将近慢了2倍。

Python之父表示:基于以上的考虑,去掉GIL没有太大的价值而不必花太多精力。


python多线程和多进程的区别有哪些


python多线程和多进程的区别有七种:

  1、多线程可以共享全局变量,多进程不能。

  2、多线程中,所有子线程的进程号相同;多进程中,不同的子进程进程号不同。

  3、线程共享内存空间;进程的内存是独立的。

  4、同一个进程的线程之间可以直接交流;两个进程想通信,必须通过一个中间代理来实现。

  5、创建新线程很简单;创建新进程需要对其父进程进行一次克隆。

  6、一个线程可以控制和操作同一进程里的其他线程;但是进程只能操作子进程。

  7、两者最大的不同在于:在多进程中,同一个变量,各自有一份拷贝存在于每个进程中,互不影响;而多线程中,所有变量都由所有线程共享。

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