一、线程锁
from threading import Thread, Lock
x = 0
mutex = Lock()
def task():
global x
# mutex.acquire()
for i in range(200000):
x = x + 1
# t1 的 x 刚拿到0保存状态就被切了
# t2 的 x 拿到0 进行+1 1
# t1 又获取运行了 x = 0 + 1 1
# 一共加了两次1 真实运算出来的数字本来应该+2，实际只+1
# 这就产生了数据安全问题
mutex.release()
if __name__ == '__main__':
t1 = Thread(target=task)
t2 = Thread(target=task)
t3 = Thread(target=task)
t1.start()
t2.start()
t3.start()
t1.join()
t2.join()
t3.join()
print(x)
二、死锁问题
from threading import Thread, Lock
import time
mutex1 = Lock()
mutex2 = Lock()
class MyThread(Thread):
def run(self):
self.task1()
self.task2()
def task1(self):
mutex1.acquire()
print(f'{self.name} 抢到了 锁1')
mutex2.acquire()
print(f'{self.name} 抢到了 锁2')
mutex2.release()
print(f'{self.name} 释放了 锁2')
mutex1.release()
print(f'{self.name} 释放了 锁1')
def task2(self):
mutex2.acquire()
print(f'{self.name} 抢到了 锁2')
time.sleep(1)
mutex1.acquire()
print(f'{self.name} 抢到了 锁1')
murex1.release()
print(f'{self.name} 释放了 锁1')
mutex2.release()
print(f'{self.name} 释放了 锁2')
for i in range(3):
t = MyThread()
t.start()
# 两个线程
# 线程1拿到了(锁头2)想要往下执行需要(锁头1)
# 线程2拿到了(锁头1)想要往下执行需要(锁头2)
# 互相都拿到了批次想要往下执行的必须条件，互相都不放手里的锁头
三、递归锁(了解)
递归锁：在同一个线程内可以被多次acquire
如何释放：内部相当于维护了一个计数器，也就是说同一个线程，acquire了几次就要release几次
from threading import Thread, Lock, RLock
mutex1 = RLock()
mutex2 = mutex1
import time
class MyThread(Thread):
def run(self):
self.task1()
self.task2()
def task1(self):
mutex1.acquire()
print(f'{self.name} 抢到了 锁1 ')
mutex2.acquire()
print(f'{self.name} 抢到了 锁2 ')
mutex2.release()
print(f'{self.name} 释放了 锁2 ')
mutex1.release()
print(f'{self.name} 释放了 锁1 ')
def task2(self):
mutex2.acquire()
print(f'{self.name} 抢到了 锁2 ')
time.sleep(1)
mutex1.acquire()
print(f'{self.name} 抢到了 锁1 ')
mutex1.release()
print(f'{self.name} 释放了 锁1 ')
mutex2.release()
print(f'{self.name} 释放了 锁2 ')
for i in range(3)：
t = MyThread()
t.start()
四、信号量
同进程的一样：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()。
实例：(同时只有5个线程可以获取semaphore，即可以限制最大连接数5)
from threading import Thread, semaphore
import threading
import time
def task():
sm.acquire()
print(f'{threading.current_thread().name} get sm')
time.sleep(3)
sm.release()
if __name__ == "__main__":
sm = Semaphore(5) # 同一时间只有5个进程可以执行.
for i in range(20):
t = Thread(target=task)
t.start()
信号量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个四个进程，不会产生新的，而信号量是产生一堆线程/进程。
五、GIL锁
在Cpython解释器中有一把GIL锁(全局解释器锁),GIL锁本质是一把互斥锁。
导致了同一个进程下，同一时间只能运行一个线程，无法利用多核优势。
同一个进程下多个线程只能实现并发不能实现并行。
为什么要又GIL：
因为cpython自带的垃圾回收机制不是线程安全的，所以要有GIL锁。
导致了同一个进程下，同一时间只能运行一个线程，无法利用多核优势。
分析：
我们有四个任务需要处理，处理方式肯定是要玩出并发的效果，解决方案可以是：
方案一：开启四个进程
方案二：一个进程下，开启四个线程
计算密集型：推荐使用多进程
每个都要计算10s
1.多线程：
在同一时刻只有一个线程会被执行，也就意味着每个10s都不能省，分开每个都要计算10s，共40.x s
2.多进程：
可以并行的执行多个线程，10s+开启进程的时间
from multiprocessing import Process
from threading import Thread
import time
# 计算密集型
def work1():
res = 0
for i in range(100000000): # 1+8个0
res *= i
if __name__ == '__main__':
t_list = []
start = time.time()
for i in range(4):
# t = Thread(target=work1)
t = Process(target=work1)
t_list.append(t)
t.start()
for t in t_list:
t.join()
end = time.time()
# print('多线程',end-start) # 多线程 15.413789510726929
print('多进程', end - start) # 多进程 4.711405515670776
io密集型 推荐多线程
4个任务每个任务90%的时间都在io。
每个任务io 10s
1.多线程：
可以实现并发，每个线程io的时间不占用cpu， 10s+4个任务的计算时间
2.多进程
可以实现并行，10s+1个任务执行的时间+开进程的时间
from threading import Thread
from multiprocessing import Process
import time
# io密集型
def work1():
x = 1+1
time.sleep(5)
if __name__ == '__main__':
t_list = []
start = time.time()
for i in range(4):
t = Thread(target=work1)
# t = Process(target=work1)
t_list.append(t)
t.start()
for t in t_list:
t.join()
end = time.time()
print('多线程',end-start) # 多线程 5.002625942230225
# print('多进程',end-start) # 多进程 5.660863399505615