什么是进程什么是线程

发布网友 发布时间:2022-04-22 07:30

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懂视网 时间:2022-04-18 20:39

基础:

什么是进程(process)?

每一个程序的内存是的,例如:world不能访问QQ。

进程:QQ是以一个整体的形式暴露给操作系统管理,里面包含了各种资源的调用(内存管理、网络接口调用等)。启动一个QQ,也就是启动了一个进程。

什么是线程(thread)?

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。线程包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。

一个进程中最少有一个线程。

一个线程时指 进程中一个单一顺序的控制流。

一个进程中科院并发多个线程,每条线程并行执行不同的任务,线程与线程之间是相互的。

线程和进程的区别:

进程:对各种资源管理的集合

线程:操作系统最小的调度单位,是一串指令的集合

关系:

进程中第一个线程时主线程,主线程创建其他线程,其他线程也可以创建线程,线程之间是平等的;

进程有父进程、子进程,的内存空间,唯一的进程标识符,pid;

什么是上下文切换?

上下文切换,也称做进程切换或者任务切换,是指cpu从一个进程或线程切换到另一个进程或线程。举例说明,如下:

a.开启QQ和微信,先聊QQ,然后切换到微信进行聊天,再切换到QQ,这个操作就叫做上下文切换。

b.同时开启多个应用,电脑cpu配置是4核,多个应用之间进行切换时,没有卡顿现象 也完全感受不到cpu在进行任务切换,因为cpu处理很快,所以应用之间切换没有卡顿现象;

单线程:

import timeimport requestsdef get_res():
 urls = ['','','','']
 start = time.time()for url in urls:print(url)
 resp = requests.get(url)print(resp)
 end = time.time()print('单线程运行时间:', end - start)

执行结果:

http://www.baidu.com<Response [200]>https://www.taobao.com/
<Response [200]>https://www.jd.com/
<Response [200]>http://www.meilishuo.com/
<Response [200]>单线程运行时间: 1.0470597743988037

解释:

a. cpu顺序被请求

b.除非cpu从一个url获取的响应,否则不会去请求下一个url

c. 网络请求会花费较长的时间,所以cpu在等待网络请求的返回时间内一直处于闲置状态

多线程:

import timeimport threadingdef run(count):#每次执行该方法,需要休息2stime.sleep(2)print(count)#开始创建多线程start = time.time()for i in range(5):#创建线程,指定运行哪个函数,也就是指定哪个函数运行需要创建多线程#target=要运行的函数名# args=函数运行传入的参数,run方法需要传入count,把创建th = threading.Thread(target=run, args=(i, ))#启动线程 th.start()#多线程创建完毕且运行结束end = time.time()print('运行时间:', end - start)

运行结果:

运行时间: 0.0
104
2
3

解释:

a. 打印出来的运行时间统计的不是多线程的运行时间,因为没有运行run都要等待2s,所以多线程的运行时间至少为2s,那么打印的结果是什么?

  打印的运行时间是 主线程的运行时间,因为在运行python文件时,如果不启动多线程,至少有一个线程在运行

  线程与线程之间是相互的,最开始运行的是主线程,当运行到threading.Thread时,创建一个线程,创建的线程执行循环方,主线程执行其他操作

  主线程不等待其他线程结束后再结束

b. 打印出的count数据是无序的,因为多线程运行run方法,并不是第一个请求结束后才进行下一个请求的,而是创建一个线程后执行run方法,接着创建另一个线程,哪个线程执行完毕就会打印出结果

c. 总共创建了5个线程

若想统计多线程总共的执行时间,也就是从开始创建线程 到 线程结束运行之间的时间(不需要考虑线程之间怎么运行的),操作如下:

join()等待 (等待线程结束)

import timeimport threadingdef run(count):#每次执行该方法,需要休息2stime.sleep(2)print(count)#开始创建多线程start = time.time()#存放创建的所有线程threads_list = []for i in range(5):#创建线程,指定运行哪个函数,也就是指定哪个函数运行需要创建多线程#target=要运行的函数名# args=函数运行传入的参数,run方法需要传入count,把创建th = threading.Thread(target=run, args=(i, ))#启动线程 th.start()#把启动的每一个线程添加到线程组内 threads_list.append(th)for t in threads_list:#主线程循环等待每个子线程运行完毕, t代表每个子线程t.join() #等待线程结束#多线程创建完毕且运行结束end = time.time()print('运行时间:', end - start)

执行结果:

01
2
4
3运行时间: 2.0011146068573

守护线程

守护线程:主线程运行结束后,不管守护线程执行是否结束,都会结束,举例说明:

比如皇帝有很多仆人,当皇帝死了之后,那么多仆人就得陪葬。

只要非守护线程结束了,不管守护线程结束没结束,程序都结束

import threadingimport timedef run(count):
 time.sleep(2)print(count)for i in range(5):#循环创建线程,总共5个线程t = threading.Thread(target=run, args=(i, ))#设置守护线程,新创建的这些线程都是 主线程的 守护线程, 主线程创建一个线程后 就运行结束了 t.setDaemon(True)#启动线程,守护线程设置必须在start前面 t.start()print('over')

GIL 全局解释器锁

例如 4核机器上
Python创建4线程,四个线程均匀分到多核上,但是同时只能一核在处理数据。
python调用操作系统、C语音的原生接口,在出口做了设置。全局解释器锁,保证数据统一
所以有人说python的线程是假线程。
在修改数据的时候,为了防止数据改乱了,所以多线程就变成串行处理,但是以为是python在处理,实际上是调用了操作系统的C语音的线程接口,所以中间的过程,python控制不了了,只知道结果。在这种情况下,设置的方式是出口控制,虽然四个线程,但是同一时间只有一个线程在工作。
 
所以这算是python的一个缺陷,但是也不能说是python的缺陷,是Cpython的缺陷。因为Cpython是C语音写的,以后python的未来是PYPY。

线程锁

线程锁,又叫互斥锁

线程之间沟通:保证同一时间只有一个线程修改数据

python2.x 中需要加锁,Python3.x中加不加锁都一样,因为解释器做了优化

import threadingfrom threading import Lock#创建lock对象num = 0
lock = Lock() #申请一把锁,创建锁的对象def run2():global num
 lock.acquire() #修改数据前 加锁num += 1lock.release() #修改后释放解锁lis = []for i in range(5):#创建线程t = threading.Thread(target=run2)#启动线程 t.start()#将启动的线程添加到线程组内 lis.append(t)for t in lis:#等待线程运行结束 t.join()#num的值为5,执行多次后,会出现不一样的值print('over', num)

RLock 递归锁

大锁中还有小锁、递归锁,解锁时就混了,所以用递归锁,Rlock()

import threading,timedef run1():print("grab the first part data")
 lock.acquire()global num
 num +=1lock.release()return numdef run2():print("grab the second part data")
 lock.acquire()global num2
 num2+=1lock.release()return num2def run3():
 lock.acquire()
 res = run1()print('--------between run1 and run2-----')
 res2 = run2()
 lock.release()print(res,res2)if __name__ == '__main__':

 num,num2 = 0,0
 lock = threading.RLock() # 声明递归锁# lock = threading.Lock() # 用互斥锁,会锁死了,弄混锁情况,可以试一下for i in range(10):
 t = threading.Thread(target=run3)
 t.start()while threading.active_count() != 1:print(threading.active_count())else:print('----all threads done---')print(num,num2)

多线程的另一种写法:

import threadingimport timeclass MyThread(threading.Thread):def __init__(self, num):
 threading.Thread.__init__(self)
 self.num = numdef run(self): # 定义每个线程要运行的函数print("running on number:%s" % self.num)
 time.sleep(3)if __name__ == '__main__':
 t1 = MyThread(1)
 t2 = MyThread(2)
 t1.start()
 t2.start()

多进程(了解即可):

python里面的多线程,是不能利用多核cpu的,如果想利用多核cpu的话,就得使用多进程

多进程适用CPU密集型任务

多线程适用io密集型任务

from multiprocessing import Processdef f(name):
 time.sleep(2)print('hello', name)if __name__ == '__main__':for i in range(10):
 p = Process(target=f, args=('niu',))
 p.start()

热心网友 时间:2022-04-18 17:47

进程是系统中正在运行的一个程序,程序一旦运行就是进程。线程是进程的一个实体,是进程的一条执行路径。

进程可以看成程序执行的一个实例。进程是系统资源分配的实体,每个进程都拥有的地址空间。一个进程无法访问另一个进程的变量和数据结构,如果想让一个进程访问另一个进程的资源,需要使用进程间通信,比如管道,文件,套接字等。

热心网友 时间:2022-04-18 19:05

进程是资源分配的基本单位,它是程序执行时的一个实例,在程序运行时创建;线程是程序执行的最小单位,是进程的一个执行流,一个线程由多个线程组成的。”

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