day-36并发编程

什么是线程：

　　线程是操作系统最小的运算调度单位,被包含在进程中,一个线程就是一个固定的 执行流程

线程的进程的关系：

　　线程不能单独存在 必须存在于进程中,

　　进程是一个资源单位,其包含了运行程序所需的所有资源

　　线程才是真正的执行单位

　　没有线程,进程中的资源无法被利用起来,所以一个进程至少包含一个线程,称之为主线程

　　当我们启动一个程序时,操作系统就会自己为这个程序创建一个主线程

　　线程可以由程序后期开启 ,自己开启线程称之为子线程

为什么需要线程:

　　目的只有一个就是提高效率

　　就像一个车间 如果产量更不上 就在造一条流水线

　　当然可以再造一个新车间,那需要把原材料运过去 ,这个过程是非常耗时的

　　所以通常情况是创建新的流水线 而不是车间 即 线程

如何使用:

　　使用方法和多进程一模一样

　　不过开启线程的代码可以放在任何位置 开启进程必须放在判断下面

from threading import Thread,current_thread
import time

def task():
    print("2",current_thread())
    print("子线程running")
    time.sleep(10)
    print("子线程over")

# 使用方法一  直接实例化Thread类
if __name__ == '__main__':
    t = Thread(target=task)
    t.start()
    
    # task()
    # 执行顺序不固定 如果开启线程速度足够快  可能子线程先执行
    print("主线程over")
    print("1",current_thread())

# 使用方法二 继承Thread 覆盖run方法
class MyThread(Thread):
    def run(self):
        print("子线程run!")
m = MyThread()
print("主线over")

线程的特点:

1.创建开销小

2.同一个进程中的多个线程数据时共享的

3.多个线程之间,是平等的没有父子关系 所有线程的PID都是相同的

# 创建线程开销对比
import os
from threading import  Thread
from multiprocessing import Process

import time


def task():
    # print("hello")
    print(os.getpid())
    pass

if __name__ == '__main__':

    st_time = time.time()

    ts = []
    for i in range(100):
        t = Thread(target=task)
        # t = Process(target=task)
        t.start()
        ts.append(t)

    for t in ts:
        t.join()

    print(time.time()-st_time)
    print("主over")

守护线程

　　一个线程可以设置为另一个线程的守护线程

　　特点: 被守护线程结束后守护线程也随之结束

 守护线程会等到所有非守护线程结束后结束 ! 前提是除了主线程之外 还有后别的非守护
 当然如果守护线程已经完成任务 立马就结束了

from threading import Thread
import time

def task():
    print("子1running......")
    time.sleep(100)
    print("子1over......")

def task2():
    print("子2running......")
    time.sleep(4)
    print("子2over......")
    
t = Thread(target=task)
t.daemon = True
t.start()

t2 =Thread(target=task2)
t2.start()

print("主over")

线程 互斥锁

共享意味着竞争

线程中也存在安全问题,

多线程可以并发执行,一旦并发了并且访问了同一个资源就会有问题

解决方案:还是互斥锁

rom threading import Thread,enumerate,Lock
import time

number = 10

lock = Lock()

def task():
    global number
    lock.acquire()
    a = number
    time.sleep(0.1)
    number = a - 1
    lock.release()

for i in range(10):
    t = Thread(target=task)
    t.start()

for t in enumerate()[1:]:
    # print(t)
    t.join()
    
print(number)

死锁问题

死锁问题
　　当程序出现了不止一把锁,分别被不同的线程持有, 有一个资源 要想使用必须同时具备两把锁
　　这时候程序就会进程无限卡死状态 ,这就称之为死锁
例如:
　　要吃饭 必须具备盘子和筷子 但是一个人拿着盘子 等筷子 另一个人拿着筷子等盘子

如何避免死锁问题
　　锁不要有多个,一个足够
　　如果真的发生了死锁问题,必须迫使一方先交出锁

from threading import Lock, current_thread, Thread
import time
# 盘子
lock1 = Lock()

# 筷子
lock2 = Lock()

def eat1():
    lock1.acquire()
    print("%s抢到了盘子" % current_thread().name)
    time.sleep(0.5)
    lock2.acquire()
    print("%s抢到了筷子" % current_thread().name)

    print("%s开吃了!" % current_thread().name)
    lock2.release()
    print("%s放下筷子" % current_thread().name)

    lock1.release()
    print("%s放下盘子" % current_thread().name)


def eat2():
    lock2.acquire()
    print("%s抢到了筷子" % current_thread().name)

    lock1.acquire()
    print("%s抢到了盘子" % current_thread().name)


    print("%s开吃了!" % current_thread().name)


    lock1.release()
    print("%s放下盘子" % current_thread().name)
    lock2.release()
    print("%s放下筷子" % current_thread().name)


t1 = Thread(target=eat1)


t2 = Thread(target=eat2)

t1.start()
t2.start()

可重入锁

Rlock 称之为递归锁或者可重入锁

Rlock不是用来解决死锁问题的

与Lock唯一的区别: Rlock同一线程可以多次执行acquire 但是执行几次acquire就应该对应release几次

如果一个线程已经执行过acquire 其他线程将无法执行acquire

from threading import RLock, Lock, Thread

# l = Lock()
#
# l.acquire()
# print("1")
# l.acquire()
# print("2")


l = RLock()

# l.acquire()
# print("1")
# l.acquire()
# print("2")

def task():
    l.acquire()
    print("子run......")
    l.release()


# 主线程锁了一次
l.acquire()
l.acquire()

l.release()
l.release()
t1 = Thread(target=task)
t1.start()

信号量

可以在被锁定的代码 同时可以被多少线程并发访问
Lock 锁住一个马桶 同时只能有一个
Semaphore 锁住一个公共厕所 同时可以来一堆人

用途: 仅用于控制并发访问 并不能防止并发修改造成的问题

from threading import Semaphore, Thread
import time

s = Semaphore(5)
def task():
    s.acquire()
    print("子run")
    time.sleep(3)
    print("子over")
    s.release()

for i in range(10):
    t = Thread(target=task)
    t.start()