python系统编程2

线程

1.1.1 多线程——threading

python的thread模块是比较底层的模块,python的threading模块是对thread做了一些包装的,可以更加方便的被使用

1.1.2 使用threading模块

单线程执行

importtime

defsaySorry():

print("亲爱的,我错了,我能吃饭了吗?")

time.sleep(1)

if__name__ =="__main__":

foriinrange(5):

saySorry()

多线程执行

importthreading

importtime

defsaySorry():

print("亲爱的,我错了,我能吃饭了吗?")

time.sleep(1)

if__name__ =="__main__":

foriinrange(5):

t = threading.Thread(target=saySorry)

t.start()#启动线程,即让线程开始执行

说明

1.可以明显看出使用了多线程并发的操作,花费时间要短很多

2.创建好的线程,需要调用start()方法来启动

1.1.3 主线程会等待所有子线程结束后才结束

importthreading

fromtimeimportsleep,ctime

defsing():

foriinrange(3):

print("正在唱歌...%d"%i)

sleep(1)

defdance():

foriinrange(3):

print("正在跳舞...%d"%i)

sleep(1)

if__name__ =='__main__':

print('---开始---:%s'%ctime())

t1 = threading.Thread(target=sing)

t2 = threading.Thread(target=dance)

t1.start()

t2.start()

#sleep(5) #屏蔽此行代码,试试看,程序是否会立马结束?

print('---结束---:%s'%ctime())

1.1.4 查看线程数量

importthreading

fromtimeimportsleep,ctime

defsing():

foriinrange(3):

print("正在唱歌...%d"%i)

sleep(1)

defdance():

foriinrange(3):

print("正在跳舞...%d"%i)

sleep(1)

if__name__ =='__main__':

print('---开始---:%s'%ctime())

t1 = threading.Thread(target=sing)

t2 = threading.Thread(target=dance)

t1.start()

t2.start()

whileTrue:

length = len(threading.enumerate())

print('当前运行的线程数为:%d'%length)

iflength<=1:

break

sleep(0.5)

1.2 threating注意点

1.2.1 线程执行代码的封装

通过上一小节,能够看出,通过使用threading模块能完成多任务的程序开发,为了让每个线程的封装性更完美,所以使用threading模块时,往往会定义一个新的子类class,只要继承threading.Thread就可以了,然后重写run方法

示例如下:

importthreading

importtime

classMyThread(threading.Thread):

defrun(self):

foriinrange(3):

time.sleep(1)

msg ="I'm "+self.name+' @ '+str(i)#name属性中保存的是当前线程的名字

print(msg)

if__name__ =='__main__':

t = MyThread()

t.start()

说明

·python的threading.Thread类有一个run方法,用于定义线程的功能函数,可以在自己的线程类中覆盖该方法。而创建自己的线程实例后,通过Thread类的start方法,可以启动该线程,交给python虚拟机进行调度,当该线程获得执行的机会时,就会调用run方法执行线程。

1.2.1 线程的执行顺序

#coding=utf-8

importthreading

importtime

classMyThread(threading.Thread):

defrun(self):

foriinrange(3):

time.sleep(1)

msg ="I'm "+self.name+' @ '+str(i)

print(msg)

deftest():

foriinrange(5):

t = MyThread()

t.start()

if__name__ =='__main__':

test()

执行结果:(运行的结果可能不一样,但是大体是一致的)

I'm Thread-1 @ 0

I'm Thread-2 @ 0

I'm Thread-5 @ 0

I'm Thread-3 @ 0

I'm Thread-4 @ 0

I'm Thread-3 @ 1

I'm Thread-4 @ 1

I'm Thread-5 @ 1

I'm Thread-1 @ 1

I'm Thread-2 @ 1

I'm Thread-4 @ 2

I'm Thread-5 @ 2

I'm Thread-2 @ 2

I'm Thread-1 @ 2

I'm Thread-3 @ 2

说明

从代码和执行结果我们可以看出,多线程程序的执行顺序是不确定的。当执行到sleep语句时,线程将被阻塞(Blocked),到sleep结束后,线程进入就绪(Runnable)状态,等待调度。而线程调度将自行选择一个线程执行。上面的代码中只能保证每个线程都运行完整个run函数,但是线程的启动顺序、run函数中每次循环的执行顺序都不能确定。

总结

1.每个线程一定会有一个名字,尽管上面的例子中没有指定线程对象的name,但是python会自动为线程指定一个名字。

2.当线程的run()方法结束时该线程完成。

3.无法控制线程调度程序,但可以通过别的方式来影响线程调度的方式。

4.线程的几种状态


1.3 多线程-共享全局变量

fromthreadingimportThread

importtime

g_num =100

defwork1():

globalg_num

foriinrange(3):

g_num +=1

print("----in work1, g_num is %d---"%g_num)

defwork2():

globalg_num

print("----in work2, g_num is %d---"%g_num)

print("---线程创建之前g_num is %d---"%g_num)

t1 = Thread(target=work1)

t1.start()

#延时一会,保证t1线程中的事情做完

time.sleep(1)

t2 = Thread(target=work2)

t2.start()

运行结果:

---线程创建之前g_numis100---

----inwork1, g_numis103---

----inwork2, g_numis103---

列表当做实参传递到线程中

fromthreadingimportThread

importtime

defwork1(nums):

nums.append(44)

print("----in work1---",nums)

defwork2(nums):

#延时一会,保证t1线程中的事情做完

time.sleep(1)

print("----in work2---",nums)

g_nums = [11,22,33]

t1 = Thread(target=work1, args=(g_nums,))

t1.start()

t2 = Thread(target=work2, args=(g_nums,))

t2.start()

运行结果:

----inwork1--- [11,22,33,44]

----inwork2--- [11,22,33,44]

总结:

·在一个进程内的所有线程共享全局变量,能够在不适用其他方式的前提下完成多线程之间的数据共享(这点要比多进程要好)

·缺点就是,线程是对全局变量随意遂改可能造成多线程之间对全局变量的混乱(即线程非安全)

1.4 进程vs 线程

1.4.1 功能

·进程,能够完成多任务,比如在一台电脑上能够同时运行多个QQ

·线程,能够完成多任务,比如一个QQ中的多个聊天窗口

1.4.2 定义的不同

·进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.

·线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源.

1.4.3 区别

·一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.

·线程的划分尺度小于进程(资源比进程少),使得多线程程序的并发性高。

·进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率

·线程不能够独立执行,必须依存在进程中

1.4.4 优缺点

线程和进程在使用上各有优缺点:线程执行开销小,但不利于资源的管理和保护;而进程正相反。

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