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36 线程 队列 守护线程 互斥锁 死锁 可重入锁 信号量
阅读量:4332 次
发布时间:2019-06-06

本文共 6296 字,大约阅读时间需要 20 分钟。

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 如果产量跟不上 就再造一条流水线

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

 

 

特点:

1.每个进程都会有一个默认的线程

2.每个进程可以存在多个线程

3.同一进程中的所有线程之间数据是共享的

4.创建线程的开销远比创建进程小的多

主线程与子线程的区别:

1.线程之间是没有父子之分,是平等的

2.主线程是由操作系统自动开启的,而子线是由程序主动开启

3.即使主线程的代码执行完毕,也不会结束进程,会等待所有线程执行完毕,进程才结束

JoinableQueue队列 from multiprocessing import JoinableQueue
# 可以被join的队列 q = JoinableQueue() print('------------') q.put('123') q.put('456') print('取走了%s'% q.get()) q.task_done() # 告诉队列这个数据已经被处理完毕 # 而不是表示任务全部处理完成 # 只是取出某个数据处理完成 print('-----------') print('取走了%s'% q.get()) q.task_done() q.join() #  等待队列中的数据被处理完毕 print('over') # task_done=put 调用次数相等  进程才会结束 生产者消费者模型
import random import time from multiprocessing import Process,Queue ,JoinableQueue def make_ice_cream(name,q):     for i in range(5):         time.sleep(random.randint(1,3))         print("%s生产了冰激凌%s" % (name, i))         q.put('%s的%s号冰激凌'%(name,i)) def eat_ice_cream(name,q):     while True:         ice_cream=q.get()         # if not ice_cream:         #     break         time.sleep(random.randint(1,3))         print('%s吃掉了%s'%(name,ice_cream))         # 必须记录该数据处理完成了         q.task_done() if __name__ == '__main__':     q = JoinableQueue()     p1 = Process(target=make_ice_cream,args=('阿三的冰激凌店',q))     p2 = Process(target=make_ice_cream, args=('阿肆的冰激凌店', q))     p3 = Process(target=make_ice_cream, args=('阿五的冰激凌店', q))     c1 = Process(target=eat_ice_cream,args=('大王',q))     c1.daemon=True     c2 = Process(target=eat_ice_cream, args=('二王', q))     c2.daemon=True     c3 = Process(target=eat_ice_cream, args=('三王', q))     c3.daemon=True     p1.start()     p2.start()     p3.start()     c1.start()     c2.start()     c3.start()     # 目前的思路  是当商家做完以后 放一个None  作为结束标志   而且 必须明确商家和消费者的个数     # 明确商家生成完毕  再明确消费者吃完了  就算结束     p1.join()     print("第一家生成完毕")     p2.join()     print("第二家生成完毕")     p3.join()     print("第三家生成完毕")     # 消费者吃完了     q.join()     print('消费者吃完了')
创建线程的俩种方式
from threading import Thread, current_thread import time # current_thread:当前线程 def task():     print('1', current_thread())     print('子线程running')     time.sleep(5)     print('子线程over') # 方法一:直接实例化Thread类 if __name__ == '__main__':     t = Thread(target=task)     t.start()     task()     print('主线程over')     print('1', current_thread()) # 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 # 方法2 class MyThread(Thread):     def run(self):         print('子线程run') m = MyThread() m.start() 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

线程与进程区别:

1.同一进程中 线程之间数据共享

a = 100 def task():     global a print("子线程 run........") a = 1 t = Thread(target=task) t.start() print(a) # 1 print("over")

2.创建线程的开销远比创建进程小的多

from threading import  Thread from multiprocessing import Process import time def task(): pass if __name__ == '__main__': start = time.time() for i in range(100): p = Thread(target=task) p.start() print(time.time()-start) # 修改Thread 为Process类 查看结果

3.无论开启了多少子线程PID是不会变的

from threading import  Thread import os def task(): print(os.getpid()) for i in range(100): p = Thread(target=task) p.start()

Tread类的常用属性:

# threading模块包含的常用方法

import threading
print(threading.current_thread().name) #获取当前线程对象
print(threading.active_count()) # 获取目前活跃的线程数量
print(threading.enumerate()) # 获取所有线程对象

t = Thread(name="aaa")
# t.join() # 主线程等待子线程执行完毕
print(t.name) # 线程名称
print(t.is_alive()) # 是否存活
print(t.isDaemon()) # 是否为守护线程

守护线程

一个线程可以设置为另一个线程的守护线程

# 主线程代码执行完毕后,不会立即结束,会等待其他子线程结束 # 主线程 会等待非守护线程结束后结束 # 如果守护线程已经完成任务,程序立马结束
ef task():     print('子线程1 跑........')     time.sleep(2)     print('子线程1 关.....') def task2():     print('子线程2 跑........')     time.sleep(2)     print('子线程2 关.....') t1=Thread(target=task) t1.daemon=True t1.start() t2=Thread(target=task2) t2.start() print('主线程 关.....') 顺序是:守护线程 等待 主线程 等待 其余子线程

线程 互斥锁

多线程的最主要特征之一是:同一进程中所有线程数据共享

一旦共享必然出现竞争问题。

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

案例:

rom threading import Thread, enumerate, Lock import time number = 10 lock = Lock() def task():     global number     lock.acquire()     a = number     time.sleep(1)     number = a - 1     lock.release() for i in range(10):     t = Thread(target=task)     t.start() for t in enumerate()[1:]:     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

例子:

现有两把锁l1和l2 用于表示盘子和筷子

两个线程的目标是吃饭,要吃饭的前提是同时拿到筷子和盘子,但是两个人的目标不同一个先拿筷子 ,一个先拿盘子最终造成死锁

from threading import Lock, current_thread, Thread # 盘子 lock1 = Lock() # 筷子 lock2 = Lock() def eat1():     lock1.acquire()     print("%s抢到了盘子" % current_thread().name)     lock2.acquire()     print("%s抢到了筷子" % 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) 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)     lock2.release()     print("%s放下筷子" % current_thread().name)     lock1.release()     print("%s放下盘子" % 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不使用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 Rlock仅仅是帮你解决了代码逻辑上的错误导致的死锁,并不能解决多个锁造成的死锁问题
正常锁 from threading import RLock,Lock,Thread l=Lock() l.acquire() print('1111111') l.release() print('222222222')
死锁
from threading import RLock,Lock,Thread
l=Lock() l.acquire() print('111111') l.acquire() print('2222222') 在处理并发安全时 用完公共资源后一定要释放锁

信号量

Semaphore

信号量也是一种锁,其特殊之处在于可以让一个资源同时被多个线程共享,并控制最大的并发访问线程数量。

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 a=Semaphore(5) def task():     a.acquire()     print('子线程。。')     time.sleep(3)     print('主线程。。')     a.release() for i in range(8):     t=Thread(target=task)     t.start()
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

转载于:https://www.cnblogs.com/komorebi/p/10976330.html

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