并发编程之——多线程基础

　　一、一些概念

　　线程，顾名思义，就是一条流水线工作的过程（流水线的工作需要电源，电源就相当于cpu），而一条流水线必须属于一个车间，一个车间的工作过程是一个进程，车间负责把资源整合到一起，是一个资源单位，而一个车间内至少有一条流水线。

　　多线程（即多个控制线程）的概念是，在一个进程中存在多个线程，多个线程共享该进程的地址空间，相当于一个车间内有多条流水线，都共用一个车间的资源。例如，北京地铁与上海地铁是不同的进程，而北京地铁里的13号线是一个线程，北京地铁所有的线路共享北京地铁所有的资源，比如所有的乘客可以被所有线路拉。

　　那么，为什么要开线程呢？当我们需要多个程序同时运行，但是还需要数据共享——开进程的话能保证第一点但是数据不能共享，所以要用同一个进程下的多个线程。

　　所以说，进程只是用来把资源集中到一起（进程只是一个资源单位，或者说资源集合），而线程才是cpu上的执行单位。光开进程不能工作，需要进程里开线程才能正常工作，当一个进程开启时，对应的一个线程会随着同时开启。一个进程可以开启多个线程————一个进程内的多个线程是共享数据的。开进程的开销远远比开进程的开销大，因为开进程得申请空间，开线程是基于开好的空间进行的。

　　二、开启线程的两种方式

　　2.1 利用threading模块下的Thread类：

# -*- coding: utf-8  -*-
# -*- Author: WangHW -*-
from threading import Thread
import time
import os

def work(name):
    print('%s is running...id:%s'%(name,os.getpid()))
    time.sleep(1)
    print('%s is done...'%os.getpid())


if __name__ == '__main__':
    w = Thread(target=work,args=('whw',))
    #开启线程开始start方法
    w.start()
    #主进程开启是默认开启了主线程，进程要想执行必须要有一个线程
    #现在有一个进程两个线程
    #执行角度看这是主线程，资源角度讲是主进程
    print('主线程~')

　　2.2 利用类的继承

# -*- coding: utf-8  -*-
# -*- Author: WangHW -*-
from threading import Thread
import time
import os

class MYThread(Thread):
    def __init__(self,name):
        super().__init__()
        self.name = name

    def run(self):
        print('%s is running...id:%s' % (self.name,os.getpid()))
        time.sleep(1)
        print('%s is done...'% os.getpid())


if __name__ == '__main__':
    w = MYThread('whw')
    #start
    w.start()
    print('主线程')

　　三、线程与进程的区别：

　　3.1 首先，从开销的角度来讲，开进程的开销要远远大于开线程的开销，因为开进程涉及到空间的创建，而开启线程仅仅是在既有的空间的基础上进行的；其次，同一个进程的各个线程之间是共享资源的，而不同的进程之间的资源是不共享的。

　　3.2 我们现在验证一下进程与线程的资源共享问题：

　　3.2.1 对于多线程来说:，我们全局定义的n=100，而经过子线程t1的处理，n的值不管是在主线程还是子线程都变成了0：

# -*- coding: utf-8  -*-
# -*- Author: WangHW -*-

from threading import Thread
import time
import os

n = 100

#方法
def work(name):
    print('%s is running...id:%s'%(name,os.getpid()))
    global n
    n = 0
    time.sleep(2)
    print('%s is done...'%os.getpid())
    print('%s 内n的值为:%s'%(os.getpid(),n))


if __name__ == '__main__':
    t1 = Thread(target=work,args=('子线程1',))
    t1.start()
    t1.join()

    print('主'.center(10,'*'))
    print('主的n:',n)

　　线程程序的运行结果：

　　3.2.2 对于多进程来说，多个进程之间是不共享资源的：

# -*- coding: utf-8  -*-
# -*- Author: WangHW -*-

from multiprocessing import Process
import time
import os

n = 100

#方法
def work(name):
    print('%s is running...id:%s'%(name,os.getpid()))
    global n
    n = 0
    time.sleep(2)
    print('%s is done...'%os.getpid())
    print('%s 内n的值为:%s'%(os.getpid(),n))


if __name__ == '__main__':
    p1 = Process(target=work,args=('子进程1',))
    p1.start()
    p1.join()

    print('主'.center(10,'*'))
    print('主的n:',n)

　　运行结果如下：

　　四、Thread对象的其他属性及方法：

　　Thread对象支持下列需求的方法：

　　4.1 找到当前线程的名字与id：

　　找到当前线程的名字需要引入current_thread类，用到getName方法：

print(current_thread().getName())

　　而找id还可以利用os模块小的getpid方法：

print(os.getpid())

　　4.2 查看当前存活的线程的名字与数量（注意需要在threading模块导入相应的类）：

# 查看当前存活的线程
print(active_count())

#查看当前存活的具体的线程
print(enumerate())

　　4.3 查看线程是否存活：

#造线程对象的时候可以用name=写名字
t = Thread(target=work,name='whw1')
t.start()
#查看线程是否存活
print(t.is_alive())

　　4.4 设置线程名字

#造线程对象的时候可以用name=写名字
t = Thread(target=work,name='whw1')
t.start()
#设置线程的名字
t.setName('儿子线程1')
#设置主线程的名字
current_thread().setName('主线程')

　　4.5 当然，还有join方法，等子线程执行完毕再执行主线程

 #造线程对象的时候可以用name=写名字
t = Thread(target=work,name='whw1')
t.start()
#等子线程执行完再执行主线程
t.join()
#找到主线程的名字--默认MainThread
print('主'.center(10,'*'),current_thread().getName())

　　具体的完整代码以及执行效果如下：

# -*- coding: utf-8  -*-
# -*- Author: WangHW -*-

from threading import Thread,current_thread,active_count,enumerate
import os
import time

def work():
    #找到当前线程的名字与id
    print('%s is running...id:%s:'%(current_thread().getName(),os.getpid()))
    time.sleep(2)
    print('%s is done...'%current_thread().getName())


if __name__ == '__main__':
    #造线程对象的时候可以用name=写名字
    t = Thread(target=work,name='whw1')
    t.start()
    # 查看当前存活的线程
    print('当前存活线程个数:',active_count())
    #查看当前存活的具体的线程
    print('当前存活线程的具体信息:',enumerate())
    #查看线程是否存活
    print('子线程是否存活？',t.is_alive())
    #设置线程的名字
    t.setName('儿子线程1')

    #等子线程执行完再执行主线程
    t.join()

    # 查看子线程是否存活
    print('子线程是否存活？',t.is_alive())
    #查看当前存活的线程
    print('当前存活线程个数:',active_count())
    # 查看当前存活的线程
    print('当前存活线程的具体信息:',enumerate())
    #设置主线程的名字
    current_thread().setName('主线程')
    #找到主线程的名字--默认MainThread
    print('主'.center(10,'*'),current_thread().getName())

　　执行效果：