這篇文章主要介紹python中多線程指的是什么,文中介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們一定要看完!
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1、多線程的理解
多進(jìn)程和多線程都可以執(zhí)行多個(gè)任務(wù),線程是進(jìn)程的一部分。線程的特點(diǎn)是線程之間可以共享內(nèi)存和變量,資源消耗少(不過(guò)在Unix環(huán)境中,多進(jìn)程和多線程資源調(diào)度消耗差距不明顯,Unix調(diào)度較快),缺點(diǎn)是線程之間的同步和加鎖比較麻煩。
2、Python多線程創(chuàng)建
在Python中,同樣可以實(shí)現(xiàn)多線程,有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊thread和threading,不過(guò)我們主要使用更高級(jí)的threading模塊。使用例子:
import threading import time def target(): print 'the curent threading %s is running' % threading.current_thread().name time.sleep(1) print 'the curent threading %s is ended' % threading.current_thread().name print 'the curent threading %s is running' % threading.current_thread().name t = threading.Thread(target=target) t.start() t.join() print 'the curent threading %s is ended' % threading.current_thread().name
輸出:
the curent threading MainThread is running the curent threading Thread-1 is running the curent threading Thread-1 is ended the curent threading MainThread is ended
start是啟動(dòng)線程,join是阻塞當(dāng)前線程,即使得在當(dāng)前線程結(jié)束時(shí),不會(huì)退出。從結(jié)果可以看到,主線程直到Thread-1結(jié)束之后才結(jié)束。
Python中,默認(rèn)情況下,如果不加join語(yǔ)句,那么主線程不會(huì)等到當(dāng)前線程結(jié)束才結(jié)束,但卻不會(huì)立即殺死該線程。如不加join輸出如下:
the curent threading MainThread is running the curent threading Thread-1 is running the curent threading MainThread is ended the curent threading Thread-1 is ended
但如果為線程實(shí)例添加t.setDaemon(True)之后,如果不加join語(yǔ)句,那么當(dāng)主線程結(jié)束之后,會(huì)殺死子線程。代碼:
import threading import time def target(): print 'the curent threading %s is running' % threading.current_thread().name time.sleep(4) print 'the curent threading %s is ended' % threading.current_thread().name print 'the curent threading %s is running' % threading.current_thread().name t = threading.Thread(target=target) t.setDaemon(True) t.start() t.join() print 'the curent threading %s is ended' % threading.current_thread().name
輸出如下:
the curent threading MainThread is running the curent threading Thread-1 is runningthe curent threading MainThread is ended
如果加上join,并設(shè)置等待時(shí)間,就會(huì)等待線程一段時(shí)間再退出:
import threading import time def target(): print 'the curent threading %s is running' % threading.current_thread().name time.sleep(4) print 'the curent threading %s is ended' % threading.current_thread().name print 'the curent threading %s is running' % threading.current_thread().name t = threading.Thread(target=target) t.setDaemon(True) t.start() t.join(1)
輸出:
the curent threading MainThread is running the curent threading Thread-1 is running the curent threading MainThread is ended
主線程等待1秒,就自動(dòng)結(jié)束,并殺死子線程。如果join不加等待時(shí)間,t.join(),就會(huì)一直等待,一直到子線程結(jié)束,輸出如下:
the curent threading MainThread is running the curent threading Thread-1 is running the curent threading Thread-1 is ended the curent threading MainThread is ended
3、線程鎖和ThreadLocal
(1)線程鎖
對(duì)于多線程來(lái)說(shuō),最大的特點(diǎn)就是線程之間可以共享數(shù)據(jù),那么共享數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)多線程同時(shí)更改一個(gè)變量,使用同樣的資源,而出現(xiàn)死鎖、數(shù)據(jù)錯(cuò)亂等情況。
假設(shè)有兩個(gè)全局資源,a和b,有兩個(gè)線程thread1,thread2. thread1占用a,想訪問(wèn)b,但此時(shí)thread2占用b,想訪問(wèn)a,兩個(gè)線程都不釋放此時(shí)擁有的資源,那么就會(huì)造成死鎖。
對(duì)于該問(wèn)題,出現(xiàn)了Lock。 當(dāng)訪問(wèn)某個(gè)資源之前,用Lock.acquire()鎖住資源,訪問(wèn)之后,用Lock.release()釋放資源。
a = 3 lock = threading.Lock() def target(): print 'the curent threading %s is running' % threading.current_thread().name time.sleep(4) global a lock.acquire() try: a += 3 finally: lock.release() print 'the curent threading %s is ended' % threading.current_thread().name print 'yes'
用finally的目的是防止當(dāng)前線程無(wú)線占用資源。
(2)ThreadLocal
介紹完線程鎖,接下來(lái)出場(chǎng)的是ThreadLocal。當(dāng)不想將變量共享給其他線程時(shí),可以使用局部變量,但在函數(shù)中定義局部變量會(huì)使得在函數(shù)之間傳遞特別麻煩。ThreadLocal是非常牛逼的東西,它解決了全局變量需要枷鎖,局部變量傳遞麻煩的兩個(gè)問(wèn)題。通過(guò)在線程中定義:
local_school = threading.local()
此時(shí)這個(gè)local_school就變成了一個(gè)全局變量,但這個(gè)全局變量只在該線程中為全局變量,對(duì)于其他線程來(lái)說(shuō)是局部變量,別的線程不可更改。
def process_thread(name):# 綁定ThreadLocal的student: local_school.student = name
這個(gè)student屬性只有本線程可以修改,別的線程不可以。代碼:
local = threading.local() def func(name): print 'current thread:%s' % threading.currentThread().name local.name = name print "%s in %s" % (local.name,threading.currentThread().name) t1 = threading.Thread(target=func,args=('haibo',)) t2 = threading.Thread(target=func,args=('lina',)) t1.start() t2.start() t1.join() t2.join()
從代碼中也可以看到,可以將ThreadLocal理解成一個(gè)dict,可以綁定不同變量。
ThreadLocal用的最多的地方就是每一個(gè)線程處理一個(gè)HTTP請(qǐng)求,在Flask框架中利用的就是該原理,它使用的是基于Werkzeug的LocalStack。
4、Map實(shí)現(xiàn)多線程:
對(duì)于多線程的使用,我們經(jīng)常是用thread來(lái)創(chuàng)建,比較繁瑣:
class MyThread(threading.Thread): def init(self): threading.Thread.init(self) def run(self): lock.acquire() print threading.currentThread().getName() lock.release() def build_worker(num): workers = [] for t in range(num): work = MyThread() work.start() workers.append(work) return workers def producer(): threads = build_worker(4) for w in threads: w.join() print 'Done'
如果要?jiǎng)?chuàng)建更多的線程,那就要一一加到里面,操作麻煩,代碼可讀性也變差。在Python中,可以使用map函數(shù)簡(jiǎn)化代碼。map可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)的并發(fā),簡(jiǎn)單示例:
urls = ['http://www.baidu.com','http://www.sina.com','http://www.qq.com'] results=map(urllib2.urlopen,urls)
map將urls的每個(gè)元素當(dāng)做參數(shù)分別傳給urllib2.urlopen函數(shù),并最后把結(jié)果放到results列表中,map 函數(shù)一手包辦了序列操作、參數(shù)傳遞和結(jié)果保存等一系列的操作。 其原理:
map函數(shù)負(fù)責(zé)將線程分給不同的CPU。
在 Python 中有個(gè)兩個(gè)庫(kù)包含了 map 函數(shù):
multiprocessing 和它鮮為人知的子庫(kù) multiprocessing.dummy。dummy 是 multiprocessing 模塊的完整克隆,唯一的不同在于 multiprocessing 作用于進(jìn)程,而 dummy 模塊作用于線程。代碼:
import urllib2 from multiprocessing.dummy import Pool as ThreadPool urls = ['http://www.baidu.com','http://www.sina.com','http://www.qq.com'] pool = ThreadPool() results = pool.map(urllib2.urlopen,urls) print results pool.close() pool.join() print 'main ended'
pool = ThreadPool()創(chuàng)建了線程池,其默認(rèn)值為當(dāng)前機(jī)器 CPU 的核數(shù),可以指定線程池大小,不是越多越好,因?yàn)樵蕉嗟脑?,線程之間的切換也是很消耗資源的。
results = pool.map(urllib2.urlopen,urls) 該語(yǔ)句將不同的url傳給各自的線程,并把執(zhí)行后結(jié)果返回到results中。
代碼清晰明了,巧妙得完成Threading模塊完成的功能。
5、Python多線程的缺陷:
上面說(shuō)了那么多關(guān)于多線程的用法,但Python多線程并不能真正能發(fā)揮作用,因?yàn)樵赑ython中,有一個(gè)GIL,即全局解釋鎖,該鎖的存在保證在同一個(gè)時(shí)間只能有一個(gè)線程執(zhí)行任務(wù),也就是多線程并不是真正的并發(fā),只是交替得執(zhí)行。假如有10個(gè)線程炮在10核CPU上,當(dāng)前工作的也只能是一個(gè)CPU上的線程。
6、Python多線程的應(yīng)用場(chǎng)景:
雖然Python多線程有缺陷,總被人說(shuō)成是雞肋,但也不是一無(wú)用處,它很適合用在IO密集型任務(wù)中。I/O密集型執(zhí)行期間大部分是時(shí)間都用在I/O上,如數(shù)據(jù)庫(kù)I/O,較少時(shí)間用在CPU計(jì)算上。因此該應(yīng)用場(chǎng)景可以使用Python多線程,當(dāng)一個(gè)任務(wù)阻塞在IO操作上時(shí),我們可以立即切換執(zhí)行其他線程上執(zhí)行其他IO操作請(qǐng)求。
以上是python中多線程指的是什么的所有內(nèi)容,感謝各位的閱讀!希望分享的內(nèi)容對(duì)大家有幫助,更多相關(guān)知識(shí),歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道!
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