對(duì)于操作系統(tǒng)來說，一個(gè)任務(wù)就是一個(gè)進(jìn)程(Process)，比如打開一個(gè)瀏覽器就是啟動(dòng)一個(gè)瀏覽器進(jìn)程，打開一個(gè)記事本就啟動(dòng)了一個(gè)記事本進(jìn)程，打開兩個(gè)記事本就啟動(dòng)了兩個(gè)記事本進(jìn)程，打開一個(gè)Word就啟動(dòng)了一個(gè)Word進(jìn)程。

有些進(jìn)程還不止同時(shí)干一件事，比如Word，它可以同時(shí)進(jìn)行打字、拼寫檢查、打印等事情。在一個(gè)進(jìn)程內(nèi)部，要同時(shí)干多件事，就需要同時(shí)運(yùn)行多個(gè)“子任務(wù)”，我們把進(jìn)程內(nèi)的這些“子任務(wù)”稱為線程(Thread)。

進(jìn)程

Python的os模塊封裝了常見的系統(tǒng)調(diào)用，其中包括fork，可以在Python程序中輕松創(chuàng)建子進(jìn)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(yùn)行結(jié)果如下：

Process(876)start...

I(876)justcreatedachildprocess(877).

Iamchildprocess(877)andmyparentis876.

由于Windows沒有fork調(diào)用，上面的代碼在Windows上無法運(yùn)行。由于Mac系統(tǒng)是基于BSD(Unix的一種)內(nèi)核，所以，在Mac下運(yùn)行是沒有問題的，推薦大家用Mac學(xué)Python!

multiprocessing

如果你打算編寫多進(jìn)程的服務(wù)程序，Unix/Linux無疑是正確的選擇。由于Windows沒有fork調(diào)用，難道在Windows上無法用Python編寫多進(jìn)程的程序?

由于Python是跨平臺(tái)的，自然也應(yīng)該提供一個(gè)跨平臺(tái)的多進(jìn)程支持。multiprocessing模塊就是跨平臺(tái)版本的多進(jìn)程模塊。

multiprocessing模塊提供了一個(gè)Process類來代表一個(gè)進(jìn)程對(duì)象，下面的例子演示了啟動(dòng)一個(gè)子進(jìn)程并等待其結(jié)束：

frommultiprocessingimportProcess

importos

#子進(jìn)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(jié)果如下：

Parentprocess928.

Processwillstart.

Runchildprocesstest(929)...

Processend.

創(chuàng)建子進(jìn)程時(shí)，只需要傳入一個(gè)執(zhí)行函數(shù)和函數(shù)的參數(shù)，創(chuàng)建一個(gè)Process實(shí)例，用start()方法啟動(dòng)，這樣創(chuàng)建進(jìn)程比fork()還要簡(jiǎn)單。

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

線程

Python的標(biāo)準(zhǔn)庫提供了兩個(gè)模塊：_thread和threading，_thread是低級(jí)模塊，threading是高級(jí)模塊，對(duì)_thread進(jìn)行了封裝。絕大多數(shù)情況下，我們只需要使用threading這個(gè)高級(jí)模塊。

啟動(dòng)一個(gè)線程就是把一個(gè)函數(shù)傳入并創(chuàng)建Thread實(shí)例，然后調(diào)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(jié)果如下：

threadMainThreadisrunning...

threadLoopThreadisrunning...

threadLoopThread>>>1

threadLoopThread>>>2

threadLoopThread>>>3

threadLoopThread>>>4

threadLoopThread>>>5

threadLoopThreadended.

threadMainThreadended.

Lock

多線程和多進(jìn)程最大的不同在于，多進(jìn)程中，同一個(gè)變量，各自有一份拷貝存在于每個(gè)進(jìn)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(gè)變量都可以被任何一個(gè)線程修改，因此，線程之間共享數(shù)據(jù)最大的危險(xiǎn)在于多個(gè)線程同時(shí)改一個(gè)變量，把內(nèi)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(dāng)多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行l(wèi)ock.acquire()時(shí)，只有一個(gè)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(yuǎn)等待下去，成為死線程。所以我們用try...finally來確保鎖一定會(huì)被釋放。

ThreadLocal

importthreading

#創(chuàng)建全局ThreadLocal對(duì)象:

local_school=threading.local()

defprocess_student():

#獲取當(dāng)前線程關(guān)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(jié)果：

Hello,Alice(inThread-A)

Hello,Bob(inThread-B)

全局變量local_school就是一個(gè)ThreadLocal對(duì)象，每個(gè)Thread對(duì)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(gè)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(nèi)部會(huì)處理。

可以理解為全局變量local_school是一個(gè)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(gè)線程綁定一個(gè)數(shù)據(jù)庫連接，HTTP請(qǐng)求，用戶身份信息等，這樣一個(gè)線程的所有調(diào)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(nèi)容為大家介紹了Python學(xué)習(xí)之進(jìn)程和線程，希望對(duì)大家有所幫助，如果想要了解更多Python相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)關(guān)注IT培訓(xùn)機(jī)構(gòu):千鋒教育。http://m.2667701.com/