第三十章 网路编程------线程

1.什么是线程

　　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

线程和进程的关系 ：

　　线程不能单独存在，必须存在与进程中

　　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

　　当开启一个程序时，操作系统就会为自己创建一个主线程

　　线程可以有程序后期开启，自己开启线程称之为子线程

为什么需要线程：

　　目的：提高效率

　　就像以一个车间，如果产量跟不上，就再创建一条流水线

　　也可以再造一个新车间，那需要把原料运过去，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：

使用方法与进程一样

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")

# 使用方法和多进程一模一样 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

线程的特点：

　　创建开销小

　　同一个进程中的多个线程数据是共享的

　　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，还有别的非守护线程

　　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：互斥锁

from 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

from threading import Lock, current_thread, Thread
​
"""
    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
        
"""
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 了解

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 了解

​
"""
 信号量 了解
Lock  RLock
​
可以现在被锁定的代码 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()