线程及其开启方式和方法

初识线程

在传统操作系统中，每个进程有一个地址空间，而且默认就有一个控制线程,cpu真正的执行单位是线程

这和在工厂中很像，在工厂中，每个车间都有房子，而且每个车间默认有一条流水线

所以，我们可以吧操作系统和工厂进行类比：

操作系统 ===> 工厂
进程 ===> 车间
线程 ===> 流水线
cpu  ===> 电源
线程:cpu最小的执行单位
进程:资源集合/资源单位.
线程运行 = 运行代码
进程运行 = 各种资源 + 线程

右键运行:
申请内存空间,先把解释器丢进去并且把代码丢进去(进程做的),运行代码(线程).

进程和线程的区别:

过程描述的区别

线程==》单指代码的执行过程
进程==》资源的申请与销毁的过程

进程内存空间彼此隔离
同一个进程下的线程共享资源.

进程和线程的创建速度
进程需要申请资源开辟空间 慢
只是告诉操作系统一个执行方案 快

线程开启的俩种方式

线程开启的方式和进程十分的类似，我就不进行详细说明了，他也是分为方法和类俩种

线程用的是throading模块

方式一

from threading import Thread
import time
def task():
    print('线程 start')
    time.sleep(2)
    print('线程 end')


if __name__ == '__main__':
    t = Thread(target=task)
    t.start()  # 告诉操作系统开一个线程  .

    print('主')

方式二

from threading import Thread
import time
# 进程等待所有线程结束才会结束

class Myt(Thread):
    def run(self):
        print('子线程 start')
        time.sleep(5)
        print('子线程 end')

t = Myt()
t.start()
print('主线程')

线程和进程创建速度比较

进程在创建时，开启子进程需要申请资源开辟空间，较慢

而线程在开启子线程只是告诉操作系统一个执行方案，较快

我们可以用代码进行比较

from threading import Thread
from multiprocessing import Process
import time

def task(name):
    print(f'{name} is running')
    time.sleep(2)
    print(f'{name} is end')


if __name__ == '__main__':
    t = Thread(target=task,args=('子线程',))
    p = Process(target=task,args=('子进程',))
    # t.start()
    p.start()
    print('主')

开启子线程的打印效果:

子线程 is running
主
子线程 is end

==================

开启子进程打印效果:

主
子进程 is running
子进程 is end

==================

俩者都开启的打印效果：
子线程 is running
主
子进程 is running
子线程 is end
子进程 is end

子线程共享资源

from threading import Thread
import time, os

x = 100
def task():
    global x
    x = 50
    print(os.getpid()) # 12024


if __name__ == '__main__':

    t = Thread(target=task)
    t.start()
    time.sleep(2)
    print(x) # 50
    print(os.getpid()) # 12024

x的值被改变了，说明用的是同一个资源，也就是说，同一进程下的线程共享同一资源

线程的join方法

线程的join的使用方法大体上和进程还是有些类似的，话不多说，直接上代码吧

from threading import Thread
import time
def task():
    print('子线程 start')
    time.sleep(2)
    print('子线程 end')

t = Thread(target=task)
t.start()
t.join() # 等待子线程运行结束
print('主线程')

主线程会在子线程运行完之后再执行

多线程的join

当三个线程运行时间分别为1,2,3秒，执行时间会是多少呢？

from threading import Thread
import time
def task(name,n):
    print(f'{name} start')
    time.sleep(n)
    print(f'{name} end')

t1 = Thread(target=task,args=('线程1',1))
t2 = Thread(target=task,args=('线程2',2))
t3 = Thread(target=task,args=('线程3',3))
start = time.time()
t1.start()
t2.start()
t3.start()
t1.join() # 111s
t2.join() #
t3.join()
end = time.time() # 3.003263235092163
# 思考一下 在单核的情况下 多个线程是如何利用cpu的
print(end-start)


# print('主线程')

在单核的情况下，cpu先执行t1的start，遇到io之后直接跳到t2，在t2遇到io后又会跳到t3，等t1sleep完之后再执行t1的end，依次推类

将这里和之前进程相比较，也可以发现线程的速度比进程快的多得多

了解进程的join

from multiprocessing import Process
from threading import Thread
import time
def task():
    print('进程 开启')
    time.sleep(10)
    print('进程 结束')
def task2():
    print('子线程 开启')
    time.sleep(2)
    print('子线程 结束')

if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=task)
    t = Thread(target=task2)
    t.start() # 开线程
    p.start() # 开进程
    print('子进程join开始')
    p.join() # 主进程的主线程等待子进程运行结束
    print('主')

结果为：

子线程 开启
子进程join开始
进程 开启
子线程 结束
进程 结束
主

可以发现，以往都说p.join是主进程等待子进程运行结束，现在我们发现，主进程的子线程并没有等待子进程运行结束，只有主进程的主线程才等待子进程运行结束

线程的其他相关用法

线程除了最常用的join，还有其他用法，其中大部分都和进程差不多，这里就不一一赘述，直接用代码来展示吧

from threading import Thread,currentThread,enumerate,activeCount
# import threading
import time
# threading.current_thread()
# threading.current_thread()

def task():
    print('子线程 start')
    time.sleep(2)
    print('子线程 end')
    print(enumerate())
    # print(currentThread(),'子线程')
if __name__ == '__main__':
   t1 = Thread(target=task)
   t2 = Thread(target=task)
   t1.start()
   t2.start()

   # print(t1.is_alive()) # True
   # print(t1.getName()) # Thread-1
   # print(t2.getName()) # Thread-2
   # t1.setName('班长')
   # print(t1.getName())
   # print(currentThread().name)
   # print(enumerate()) # [<_MainThread(MainThread, started 1856)>, <Thread(Thread-1, started 6948)>, <Thread(Thread-2, started 3128)>]
   # print(activeCount()) # 3
   # print(len(enumerate())) # 3

在这里，我们已经写了一个from threading import Thread之后，还可以写import threading，这样并不会占用更多的空间，当你需要别的东西的时候可以直接threading.xx就可以了

守护线程

守护的是进程的运行周期

def task():
    print('守护线程开始')
    print(currentThread())
    time.sleep(20)
    # print('守护线程结束')

def task2():
    print('子线程 start')
    time.sleep(5)
    print(enumerate())
    print('子线程 end')

if __name__ == '__main__':
    t1 = Thread(target=task)
    t2 = Thread(target=task2)
    t1.daemon = True
    t2.start()
    t1.start()
    print('主')

线程的守护线程会在进程结束的时候结束，也就是task中的print(currentThread())会在print('主')之后打印出来。但是task线程在sleep的时候主线程结束了，所以 最后的守护线程结束不会被打印