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python的多线程编程


前言:

这是我看了这位b站老师做的笔记,听课完后觉得很简单,感觉我这笔记还写得有点啰嗦,线程和进程原理差不多,看了进程就可以跳着看线程了(反正我是这样的,哈哈)

一. 多任务介绍

  1. 多任务:同一时间打开多个任务。比如一台计算机上同时打开百度,和谷歌
  2. 并发 :在一段时间内 交替 去执行多个任务。比如对于单核cpu处理多任务,操作系统轮流让各个任务交替执行
    在这里插入图片描述
    1. 并行: 在一段时间内真正的同时一起 执行多个任务。

在这里插入图片描述

二. 进程

2.1 进程的介绍

python中可以使用多进程 来实现多任务

  1. 进程的概念:是资源的最小单位,,它是操作系统进行资源分配调度运行的基本单位。通俗理解:一个正在运行的程序就是一个进程。例如qq等,都是一个进程
  2. 多进程作用
    在这里插入图片描述
  3. 进程在python中的创建步骤:
#1. 导包
import multiprocessing
#2. 通过进程类创建进程对象
进程对象=multiprocessing.Process(target=任务名)
#3. 启动进程执行任务
进程对象.start()

在这里插入图片描述
练习:

import multiprocessing
import  time

#创建两个任务

def sing():
    for i in range(3):
        print('唱歌...')
        time.sleep(1.5)
def dance():
    for i in range(3):
        print('跳舞..')
        time.sleep(1.5)

if __name__=='__main__':#main是主进程
    #使用进程类创0建进程对象
    #target指定执行函数名.记住:一定要指定
    sing_process=multiprocessing.Process(target=sing)
    dance_process=multiprocessing.Process(target=dance)
    #使用进程对象启动进程执行指定任务
    sing_process.start()
    dance_process.start()
'''输出
唱歌...
跳舞..
唱歌...
跳舞..
唱歌...
跳舞..

'''

2.2 进程执行带有参数的任务

在这里插入图片描述

练习:将上面代码3改为num

import multiprocessing
import  time
#创建两个任务
def sing(num):
    for i in range(num):
        print('唱歌...')
        time.sleep(1.5)
def dance():
    for i in range(num):
        print('跳舞..')
        time.sleep(1.5)
if __name__=='__main__':
    sing_process=multiprocessing.Process(target=sing,args=(3,))#按照参数顺序
    dance_process=multiprocessing.Process(target=dance,kwargs={"num":2})#保证参数名一致就行
    #使用进程对象启动进程执行指定任务
    sing_process.start()
    dance_process.start()
    '''
    跟上述代码输出一样
    '''

2.3 获取进程编号

作用:当程序进程多时,没办法区分主进程和子进程,为了方便管理给每个进程设定编号

注意:需要导入os包
获取当前进程编号:os.getpid
获取父进程编号:os.getppid

import multiprocessing
import  time
import os#导入os
#创建两个任务

def sing():
        print('唱歌...')
        print("当前唱歌进程编号",os.getpid())
        print("获取父进程编号",os.getppid())
        time.sleep(1.5)

if __name__=='__main__':
    #使用进程类创0建进程对象
    #target指定执行函数名.记住:一定要指定
    print("当前主机进程编号",os.getpid())
    sing_process=multiprocessing.Process(target=sing)
    #使用进程对象启动进程执行指定任务
    sing_process.start()
    '''输出
    当前主机进程编号 7744
    唱歌...
    当前唱歌进程编号 20328
    获取父进程编号 7744
    '''

2.4 守护进程

听到守护,是不是想到你那个夜晚对呀发誓要守护她一生一世

在这里插入图片描述
这里的守护可不一样

让我们来看看守护进程是什么:


  1. 一般情况下,主进程会等待子进程执行完后在结束,那么如何设置主进程结束子进程也结束,不再执行代码呢?
  2. 设置守护主进程方式:子进程对象.daemon=True
  3. 不多说,上代码
import multiprocessing
import time

def work():
    for i in  range(10):
        print("工作中。。。")
        time.sleep(0.2)
if __name__=='__main__':
    #创建子进程
    sum_process=multiprocessing.Process(target=work)
    sum_process.daemon=True#设置守护主进程,主进程退出后子进程直接销毁,不在执行
    sum_process.start()
    time.sleep(1)
    print("主进程执行完成")
    '''输出
    工作中。。。
    工作中。。。
    工作中。。。
    工作中。。。
    工作中。。。
    主进程执行完成
    '''

你们可以去掉守护进程自己去试一下,后面还会运行子进程

三. 线程

3.1 线程介绍

在python中还可以使用多线程完成多任务

为什么使用

  1. 进程是分配资源的最小单位, 一旦创建一个进程就会分配一定的资源,就像跟两个人聊QQ就需要打开两个QQ软件-样是比较浪费资源的.
  2. 线程是程序执行的最小单位,实际上进程只负责分配资源,而利用这些资源执行程序的是线程,也就说进程是线程的容器,一个进程中最少有一个线程来负责执行程序.同时线程自己不拥有系统资源,只需要一点儿在运行中必不可少的资源,但它可与同属一一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。这就像通过一个QQ软件(一个进程)打开两个窗口(两个线程)跟两个人聊天一样,实现多任务的同时也节省了资源.

总结:

(1)线程是程序执行的最小单位.
(2)同属一个进程的多个线程共享进程所拥有的全部资源.

3.2 创建步骤

  1. 导入线程模块
import threading
  1. 通过线程类创建线程对象
线程对象=threading.Thread(target=任务名)
  1. 启动线程执行任务
线程对象.start()

在这里插入图片描述

代码实例

import threading
import  time

#创建两个任务

def sing():
    for i in range(3):
        print('唱歌...')
        time.sleep(1.5)
def dance():
    for i in range(3):
        print('跳舞..')
        time.sleep(1.5)

if __name__=='__main__':
    #使用进程类创0建进程对象
    #target指定执行函数名.记住:一定要指定
    sing_process=threading.Thread(target=sing)
    dance_process=threading.Thread(target=dance)
    #使用进程对象启动进程执行指定任务
    sing_process.start()
    dance_process.start()

代码解析:跟进程不同,唱歌跳舞是同时出现的,遍历了三次

3.3 守护线程

  1. 主线程会等待所有的子线程执行结束再结束,除非设置子线程守护主线程
  2. 设置守护主线程有两种方式:

(1)threading.Thread(target=work, daemon=True)

(2)线程对象.setDaemon(True)

差不多跟进程一样,就不上代码了

在这里插入图片描述

3.4 多进程执行顺序

介绍:多进程执行时无序的,是由cpu调度决定某个线程先执行的

在这里插入图片描述
上代码

import threading
import time

def task():
    time.sleep(2)
    #current_thread():获取当前线程的线程对象
    thread=threading.current_thread()
    print(thread)
if __name__== '__main__':
    for i in range(5):
        sub_thread=threading.Thread(target=task)
        sub_thread.start()
 '''输出
 <Thread(Thread-2, started 12040)>
<Thread(Thread-3, started 3856)>
<Thread(Thread-1, started 20524)>
<Thread(Thread-4, started 7800)>
<Thread(Thread-5, started 20360)>
 '''

我们可以看到,输出的是23145,顺序是被打乱的,所以多进程是无序的

四. 进程和线程对比

1.关系对比
(1)线程是依附于进程的,没有进程就没线程
(2)一个进程默认提供一条线程,进程可以创建多个线程
2. 区别对比
(1)创建进程开销比线程
(2)进程操作系统资源分配的基本单位,线程cpu调度的基本单位
(3)线程需要依附进程才可以运行
3. 优缺点对比

(1)线程可以用多核,进程不能
(2)开销的大小

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