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        當前位置:首頁  >  技術干貨  > Python學習之進程和線程

        Python學習之進程和線程

        來源:千鋒教育
        發(fā)布人:xqq
        時間: 2023-11-07 08:20:45 1699316445

        對于操作系統(tǒng)來說,一個任務就是一個進程(Process),比如打開一個瀏覽器就是啟動一個瀏覽器進程,打開一個記事本就啟動了一個記事本進程,打開兩個記事本就啟動了兩個記事本進程,打開一個Word就啟動了一個Word進程。

        有些進程還不止同時干一件事,比如Word,它可以同時進行打字、拼寫檢查、打印等事情。在一個進程內部,要同時干多件事,就需要同時運行多個“子任務”,我們把進程內的這些“子任務”稱為線程(Thread)。

        進程

        Python的os模塊封裝了常見的系統(tǒng)調用,其中包括fork,可以在Python程序中輕松創(chuàng)建子進程:

        importos

        print('Process(%s)start...'%os.getpid())

        #OnlyworksonUnix/Linux/Mac:

        pid=os.fork()

        ifpid==0:

        print('Iamchildprocess(%s)andmyparentis%s.'%(os.getpid(),os.getppid()))

        else:

        print('I(%s)justcreatedachildprocess(%s).'%(os.getpid(),pid))

        運行結果如下:

        Process(876)start...

        I(876)justcreatedachildprocess(877).

        Iamchildprocess(877)andmyparentis876.

        由于Windows沒有fork調用,上面的代碼在Windows上無法運行。由于Mac系統(tǒng)是基于BSD(Unix的一種)內核,所以,在Mac下運行是沒有問題的,推薦大家用Mac學Python!

        multiprocessing

        如果你打算編寫多進程的服務程序,Unix/Linux無疑是正確的選擇。由于Windows沒有fork調用,難道在Windows上無法用Python編寫多進程的程序?

        由于Python是跨平臺的,自然也應該提供一個跨平臺的多進程支持。multiprocessing模塊就是跨平臺版本的多進程模塊。

        multiprocessing模塊提供了一個Process類來代表一個進程對象,下面的例子演示了啟動一個子進程并等待其結束:

        frommultiprocessingimportProcess

        importos

        #子進程要執(zhí)行的代碼

        defrun_proc(name):

        print('Runchildprocess%s(%s)...'%(name,os.getpid()))

        if__name__=='__main__':

        print('Parentprocess%s.'%os.getpid())

        p=Process(target=run_proc,args=('test',))

        print('Childprocesswillstart.')

        p.start()

        p.join()

        print('Childprocessend.')

        執(zhí)行結果如下:

        Parentprocess928.

        Processwillstart.

        Runchildprocesstest(929)...

        Processend.

        創(chuàng)建子進程時,只需要傳入一個執(zhí)行函數(shù)和函數(shù)的參數(shù),創(chuàng)建一個Process實例,用start()方法啟動,這樣創(chuàng)建進程比fork()還要簡單。

        join()方法可以等待子進程結束后再繼續(xù)往下運行,通常用于進程間的同步。

        線程

        Python的標準庫提供了兩個模塊:_thread和threading,_thread是低級模塊,threading是高級模塊,對_thread進行了封裝。絕大多數(shù)情況下,我們只需要使用threading這個高級模塊。

        啟動一個線程就是把一個函數(shù)傳入并創(chuàng)建Thread實例,然后調用start()開始執(zhí)行:

        importtime,threading

        #新線程執(zhí)行的代碼:

        defloop():

        print('thread%sisrunning...'%threading.current_thread().name)

        n=0

        whilen<5:

        n=n+1

        print('thread%s>>>%s'%(threading.current_thread().name,n))

        time.sleep(1)

        print('thread%sended.'%threading.current_thread().name)

        print('thread%sisrunning...'%threading.current_thread().name)

        t=threading.Thread(target=loop,name='LoopThread')

        t.start()

        t.join()

        print('thread%sended.'%threading.current_thread().name)

        執(zhí)行結果如下:

        threadMainThreadisrunning...

        threadLoopThreadisrunning...

        threadLoopThread>>>1

        threadLoopThread>>>2

        threadLoopThread>>>3

        threadLoopThread>>>4

        threadLoopThread>>>5

        threadLoopThreadended.

        threadMainThreadended.

        Lock

        多線程和多進程最大的不同在于,多進程中,同一個變量,各自有一份拷貝存在于每個進程中,互不影響,而多線程中,所有變量都由所有線程共享,所以,任何一個變量都可以被任何一個線程修改,因此,線程之間共享數(shù)據(jù)最大的危險在于多個線程同時改一個變量,把內容給改亂了。

        balance=0

        lock=threading.Lock()

        defrun_thread(n):

        foriinrange(100000):

        #先要獲取鎖:

        lock.acquire()

        try:

        #放心地改吧:

        change_it(n)

        finally:

        #改完了一定要釋放鎖:

        lock.release()

        當多個線程同時執(zhí)行l(wèi)ock.acquire()時,只有一個線程能成功地獲取鎖,然后繼續(xù)執(zhí)行代碼,其他線程就繼續(xù)等待直到獲得鎖為止。

        獲得鎖的線程用完后一定要釋放鎖,否則那些苦苦等待鎖的線程將永遠等待下去,成為死線程。所以我們用try...finally來確保鎖一定會被釋放。

        ThreadLocal

        importthreading

        #創(chuàng)建全局ThreadLocal對象:

        local_school=threading.local()

        defprocess_student():

        #獲取當前線程關聯(lián)的student:

        std=local_school.student

        print('Hello,%s(in%s)'%(std,threading.current_thread().name))

        defprocess_thread(name):

        #綁定ThreadLocal的student:

        local_school.student=name

        process_student()

        t1=threading.Thread(target=process_thread,args=('Alice',),name='Thread-A')

        t2=threading.Thread(target=process_thread,args=('Bob',),name='Thread-B')

        t1.start()

        t2.start()

        t1.join()

        t2.join()

        執(zhí)行結果:

        Hello,Alice(inThread-A)

        Hello,Bob(inThread-B)

        全局變量local_school就是一個ThreadLocal對象,每個Thread對它都可以讀寫student屬性,但互不影響。你可以把local_school看成全局變量,但每個屬性如local_school.student都是線程的局部變量,可以任意讀寫而互不干擾,也不用管理鎖的問題,ThreadLocal內部會處理。

        可以理解為全局變量local_school是一個dict,不但可以用local_school.student,還可以綁定其他變量,如local_school.teacher等等。

        ThreadLocal最常用的地方就是為每個線程綁定一個數(shù)據(jù)庫連接,HTTP請求,用戶身份信息等,這樣一個線程的所有調用到的處理函數(shù)都可以非常方便地訪問這些資源。

        以上內容為大家介紹了Python學習之進程和線程,希望對大家有所幫助,如果想要了解更多Python相關知識,請關注IT培訓機構:千鋒教育。http://m.2667701.com/

        tags: python培訓
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