day_30

昨日回顾

进程互斥锁

让并发变成串行,牺牲了效率,保证数据安全.
mutex = Lock()
加锁
mutex.acquire()
释放锁
mutex.release()

队列

相当于在内存中开启了一个空间,可以存放一堆数据,这堆数据都得遵循"先进先出".
管道(阻塞) + 锁

q = Queue()

添加数据

q.put(1)

若队列满了,会原地等待

q.put(2)

若队列满了,不会等待直接报错

q.put_nowait(2)
获取数据,遵循先进先出
若队列中没数据,会原地等待
q.get()  # 1
若队列中没数据,会直接报错
q.get_nowait()  # 1
q.empty()  # 判断队列是否为空
q.full()  # 判断队列是否满了

IPC进程间通信

通过队列让进程间实现通信

生产者与消费者

生产者：生产数据的

消费者：使用数据的

目的是为了解决供需不平衡的问题

线程

1.什么是线程?
进程: 资源单位
线程: 执行单位
注意: 只要开启一个进程就会有一个线程(主线程).
主线程会在进程结束时,一并销毁.

2.为什么要使用线程?
节省内存资源

开启进程:

1. 开辟一个新的内存空间
2. 会自带一个主线程
   开启线程:
3. 一个进程内可以开启多个线程
4. 开启线程的资源远小于进程

GIL全局解释锁

python解释器

1. Cpython（C语言编写）
2. Jpython（Java编写）
3. Ppython（Python编写）

GIL全局解释锁

基于CPython来研究全局解释器锁，因为CPython的内存线程不是安全的

1. GIL本质上是一个互斥锁
2. GIL是为了阻止同一个进程内多个线程同时执行（并行）
3. GIL的存在就是为了保证线程安全

注意：多个线程过来执行，一旦遇到IO操作，就会立马释放GIL解释器锁，交给下一个先进来的线程

多线程的作用

计算密集型程序

• 在单核情况下，若一个任务需要10s
  • 开启进程，消耗资源大，执行4个进程需要40s
  • 开启线程，消耗资源小，执行4个线程需要40s
• 在多核情况下，若一个任务需要10s
  • 开启进程，并行执行，效率较高，执行4个进程需要10s
  • 开启线程，并发执行，效率较低，执行4个线程需要40s

IO密集型程序

• 在单核情况下，若一个任务需要10s
  • 开启进程，消耗资源大，执行4个进程需要40s
  • 开启线程，消耗资源小，执行4个线程需要40s
• 在多核情况下，若一个任务需要10s
  • 开启进程，并行执行，效率小于线程，因为遇到IO会立即切换CPU执行权限，执行4个进程需要10s = 开启进程的额外时间
  • 开启线程，并发执行，效率高于进程，执行4个线程需要40s

死锁现象

死锁是指两个或两个以上的进程或线程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程 ，解决方式就是递归锁

递归锁

递归锁，在Python中为了支持在同一线程中多次请求同一资源，python提供了可重入锁RLock。

这个RLock内部维护着一个Lock和一个counter变量，counter记录了acquire的次数，从而使得资源可以被多次require。直到一个线程所有的acquire都被release，其他的线程才能获得资源。

信号量

信号量Semaphore管理一个内置的计数器，
每当调用acquire()时内置计数器-1；
调用release() 时内置计数器+1；
计数器不能小于0；当计数器为0时，acquire()将阻塞线程直到其他线程调用release()

注意: 与进程池是完全不同的概念，进程池Pool(4)，最大只能产生4个进程，而且从头到尾都只是这四个进程，不会产生新的，而信号量是产生一堆线程/进程

线程队列

线程队列

queue队列：使用import queue，用法与进程Queue一样

先进先出

FIFO队列: 先进先出 class queue.Queue(maxsize=0)

后进先出

LIFO队列: 后进先出 class queue.LifoQueue(maxsize=0 )

优先级队列

优先级队列: 根据参数内,数字的大小进行分级,数字值越小,优先级越高class queue.PriorityQueue(maxsize=0)

put进入一个元组,元组的第一个元素是优先级(通常是数字,也可以是非数字之间的比较),数字越小优先级越高