• python----线程进程协程


     python线程:

    import threading
    import time
    def show(arg):
        time.sleep(1)
        print('thread' + str(arg))
    for i in range(10):
        t = threading.Thread(target=show, args=(i,))
        t.start()
    print('main thread stop')
    import threading
    class MyThread(threading.Thread):
        def __init__(self):
            threading.Thread.__init__(self)
    
        def run(self):
            print("线程开始运行")
    
    t1 = MyThread()
    t1.start()
    通过类创建线程

    更多方法:

      • start            线程准备就绪,等待CPU调度
      • setName      为线程设置名称
      • getName      获取线程名称
      • setDaemon   设置为后台线程或前台线程(默认) t.setDaemon(True) 必须在 t.start()  之前调用
                           如果是后台线程,主线程执行过程中,后台线程也在进行,主线程执行完毕后,后台线程不论成功与否,均停止
                            如果是前台线程,主线程执行过程中,前台线程也在进行,主线程执行完毕后,等待前台线程也执行完成后,程序停止
      • join              逐个执行每个线程,执行完毕后继续往下执行,该方法使得多线程变得无意义
      • run              线程被cpu调度后自动执行线程对象的run方法

    线程池

    from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
    from concurrent.futures import ProcessPoolExecutor
    import time
    def foo(i):
        time.sleep(1)
        print(i)
    pool = ThreadPoolExecutor(2)           #线程池
    pool2 = ProcessPoolExecutor(2)         #进程池
    
    if __name__ == '__main__':
        for i in range(10):
            pool.submit(foo, i)
         #pool.submit(get_page,detail_url).add_done_callback(call_back_function)  #设置回调函数  

    线程锁

    import threading
    import time
    gl_num = 0
    lock = threading.RLock()
    def Func():
        lock.acquire()
        global gl_num
        try:
            gl_num += 1
            print(gl_num)
        finally:             #防止死锁
            lock.release()
    for i in range(10):
        t = threading.Thread(target=Func)
        t.start()

    信号量(Semaphore)

    互斥锁 同时只允许一个线程更改数据,而Semaphore是同时允许一定数量的线程更改数据 ,比如厕所有3个坑,那最多只允许3个人上厕所,后面的人只能等里面有人出来了才能再进去。

    import threading, time
    
    semaphore = threading.BoundedSemaphore(2)  # 最多允许2个线程同时运行
    def run(n):
        semaphore.acquire()
        time.sleep(1)
        print("run the thread: %s" % n)
        semaphore.release()
    if __name__ == '__main__':
        num = 0
        for i in range(20):
            t = threading.Thread(target=run, args=(i,))
            t.start()

    事件(event)

    python线程的事件用于主线程控制其他线程的执行,事件主要提供了三个方法 set、wait、clear。

    事件处理的机制:全局定义了一个“Flag”,如果“Flag”值为 False,那么当程序执行 event.wait 方法时就会阻塞,如果“Flag”值为True,那么event.wait 方法时便不再阻塞。

    • clear:将“Flag”设置为False
    • set:将“Flag”设置为True
    import threading
    def do(event_obj):
        print( 'start')
        event_obj.wait()
        print('execute')
    
    event_obj
    = threading.Event() #创建event对象 for i in range(10): t = threading.Thread(target=do, args=(event_obj,)) t.start() event_obj.clear() #默认Flag为False inp = input('input:') if inp == 'true': event_obj.set()

    条件(Condition)

    使得线程等待,只有满足某条件时,才释放n个线程

    acquire([timeout])/release(): 调用关联的锁的相应方法。 
    wait([timeout]): 调用这个方法将使线程进入Condition的等待池等待通知,并释放锁。使用前线程必须已获得锁定,否则将抛出异常。 
    notify(): 调用这个方法将从等待池挑选一个线程并通知,收到通知的线程将自动调用acquire()尝试获得锁定(进入锁定池);其他线程仍然在等待池中。调用这个方法不会释放锁定。使用前线程必须已获得锁定,否则将抛出异常。 
    notifyAll(): 调用这个方法将通知等待池中所有的线程,这些线程都将进入锁定池尝试获得锁定。调用这个方法不会释放锁定。使用前线程必须已获得锁定,否则将抛出异常。

    import threading
    def run(n):
    con.acquire() #用来加锁
    con.wait() #用来接收通知
    print("run the thread: %s" % n)
    con.release()
    if __name__ == '__main__':
    con = threading.Condition()
    for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=run, args=(i,))
    t.setDaemon(True)
    t.start()
    while True:
    inp = input('>>>') #输入数字
    if inp == 'q':
    break
    con.acquire()
    con.notify(int(inp)) #执行inp个线程(此时有10个线程开启了,notify会挑选inp个线程进行通知)
    # con.notify() #默认通知一个
    con.release()
    #优点类似yield
    import threading
    import time
    import datetime
    num = 0
    con = threading.Condition()
    class Gov(threading.Thread):
        def __init__(self):
            super(Gov, self).__init__()
        def run(self):
            global num
            con.acquire()
            while True:
                print("开始拉升股市")
                num += 1
                print("拉升了" + str(num) + "个点")
                time.sleep(2)
                if num == 5:
                    print("暂时安全!")
                    con.notify()
                    con.wait()
            con.release()
    class Consumers(threading.Thread):
        def __init__(self):
            super(Consumers, self).__init__()
        def run(self):
            global num
            con.acquire()
            while True:
                if num > 0:
                    print("开始打压股市")
                    num -= 1
                    print("打压了" + str(num) + "个点")
                    time.sleep(2)
                    if num == 0:
                        print("你妹的!天台在哪里!")
                        con.notify()
                        con.wait()
            con.release()
    if __name__ == '__main__':
        p = Gov()
        c = Consumers()
        p.start()
        c.start()
    额外例子
    import threading
    def condition_func():
        ret = False
        inp = input('>>>')
        if inp == '1':
            ret = True
        return ret
    def run(n):
        con.acquire()
        con.wait_for(condition_func)
        print("run the thread: %s" %n)
        con.release()
    if __name__ == '__main__':
        con = threading.Condition()
        for i in range(10):
            t = threading.Thread(target=run, args=(i,))
            t.start()
    额外例子

    Timer

    定时器,指定n秒后执行某操作

    from threading import Timer
    def hello():
        print("hello, world")
    t = Timer(1, hello)
    t.start() 

     python进程:

    from multiprocessing import Process
    def foo(i):
        print('say hi', i)
    
    if __name__ == '__main__':
        for i in range(10):
            p = Process(target=foo, args=(i,))
            p.start()

    进程数据共享

    进程各自持有一份数据,默认无法共享数据

    from multiprocessing import Process
    li = []
    def foo(i):
        li.append(i)   #每个进程都有一份li,并将自己的[i]append进去
        print('say hi', li,i)
    if __name__ == '__main__':
        for i in range(10):
            p = Process(target=foo, args=(i,))
            p.start()
        import time
        time.sleep(2)
        print('ending', li)  #主进程的li为空

    实现数据共享

    方法一:利用Array
    from
    multiprocessing import Process, Array temp = Array('i', [11, 22, 33, 44]) def Foo(temp,i): temp[i] = 100 + i #需要将temp传递给每一个进程实现数据共享(利用Array) print(temp[:]) if __name__ == '__main__': for i in range(2): p = Process(target=Foo, args=(temp,i,)) p.start() p.join() print(temp[:])
    方法二,利用Manage
    from multiprocessing import Process, Manager
    import multiprocessing
    lock = multiprocessing.Lock()
    def Foo(dic,i):
        dic[i] = "b"
    if __name__ == '__main__':
        manage = Manager()
        dic = manage.dict()
        for i in range(2):
            p = Process(target=Foo, args=(dic,i,))
            p.start()
            p.join()         #猜测目的是让主进程不能断,可能会对dic造成影响。
        print(dic)
    from multiprocessing import Process, Queue
    def f(i,q):
        q.put(i)
    if __name__ == '__main__':
        q = Queue()
        for i in range(10):
            p = Process(target=f, args=(i,q,))
            p.start()
        while True:
            print(q.get())
    使用Queue

    进程锁

    from multiprocessing import Process, Array, RLock
    def Foo(lock,temp,i):
        lock.acquire()
        temp[i] = 100+i
        print(temp[:],i)
        lock.release()
    lock = RLock()
    temp = Array('i', [11, 22, 33, 44])
    if __name__ == '__main__':
        for i in range(4):
            p = Process(target=Foo, args=(lock, temp, i,))
            p.start()

    进程池

    from multiprocessing import Process, Pool
    import time
    def Foo(i):
        time.sleep(1)
        return i + 100
    def Bar(arg):
        print(arg)
    
    if __name__ == '__main__':
        pool = Pool(5)
        # print(pool.apply(Foo, (1,)))                              #apply是阻塞的,所以进入子进程执行后,等待当前子进程执行完毕,在继续执行下一个进程
        # print(pool.apply_async(func=Foo, args=(1,)).get())        #apply_async 是异步非阻塞的。有系统调用进程切换
        for i in range(10):
            pool.apply_async(func=Foo, args=(i,), callback=Bar)   
        pool.close()
        pool.join()  # 进程池中进程执行完毕后再关闭,如果注释,那么程序直接关闭。
        print('end')

     python协程:

    线程和进程的操作是由程序触发系统接口,最后的执行者是系统;协程的操作则是程序员

    协程的适用场景:当程序中存在大量不需要CPU的操作时(IO),适用于协程;

    利用greenlet:

    from greenlet import greenlet
    def test1():
        print(1)
        gr2.switch()
        print(2)
        gr2.switch()
    def test2():
        print(3)
        gr1.switch()
        print(4)
    gr1 = greenlet(test1)
    gr2 = greenlet(test2)
    gr1.switch()

    利用gevent:

    import gevent
    def foo():
        print('start foo')
        gevent.sleep(0)     #目的造成io堵塞,让线程切换到bar函数上
        print('end foo')
    def bar():
        print('start bar')
        gevent.sleep(0)
        print('end bar')
    gevent.joinall([
        gevent.spawn(foo),
        gevent.spawn(bar),
    ])
    from gevent import monkey
    monkey.patch_all()              #必须加
    import gevent
    import requests
    def f(url):
        print('GET: %s' % url)
        response = requests.request(url=url,method="GET")
        data = response.text
        print('%d bytes received from %s.' % (len(data), url))
    gevent.joinall([
            gevent.spawn(f, 'https://www.python.org/'),
            gevent.spawn(f, 'https://www.yahoo.com/'),
            gevent.spawn(f, 'https://github.com/'),
    ])
    gevent实用场景

    补充猴子补丁:

      使用猴子补丁的方式,gevent能够修改标准库里面大部分的阻塞式系统调用,包括socket、ssl、threading和 select等模块,而变为协作式运行。也就是通过猴子补丁的monkey.patch_xxx()来将python标准库中模块或函数改成gevent中的响应的具有协程的协作式对象。这样在不改变原有代码的情况下,将应用的阻塞式方法,变成协程式的。

      猴子补丁的功能很强大,但是也带来了很多的风险,尤其是像gevent这种直接进行API替换的补丁,整个Python进程所使用的模块都会被替换,可能自己的代码能hold住

    import socket
    import select
    from gevent import monkey
    print(socket.socket)
    monkey.patch_socket()
    print(socket.socket,'after socket')
    
    print(select.select,)
    monkey.patch_select()
    print(select.select,"after select")
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