Python的Socket知識6：線程、線程鎖、線程池、上下文管理

最新 02-22

1、進程、線程

進程（process）是cpu資源分配的最小單位，線程（thread）是cpu調度的最小單位。多線程和多進程的應用目的是為了提高並發。一個應用程序可以包含多個進程，而一個進程又可以包含多個線程。默認一個應用程序是單進程、單線程。

1）什麼是進程（process）

進程：指在系統中能獨立運行並作為資源分配的基本單位，它是由一組機器指令、數據和堆棧等組成的，是一個能獨立運行的活動實體。每一個進程都有一個自己的地址空間，即進程空間或（虛空間）。進程空間的大小隻與處理機的位數有關，一個 16 位長處理機的進程空間大小為 216 ，而 32 位處理機的進程空間大小為 232 。進程至少有 5 種基本狀態，它們是：初始態，執行態，等待狀態，就緒狀態，終止狀態。比如打開一個QQ算是一個進程。

2）什麼是線程（thread）

線程，在網路或多用戶環境下，一個伺服器通常需要接收大量且不確定數量用戶的並發請求，為每一個請求都創建一個進程顯然是行不通的，無論是從系統資源開銷方面或是響應用戶請求的效率方面來看。因此，操作系統中線程的概念便被引進了。線程，是進程的一部分，一個沒有線程的進程可以被看作是單線程的。線程有時又被稱為輕量級進程，也是CPU 調度的一個基本單位。

3）進程和線程的區別：

4）python中關於線程和進程的使用經驗：

5）創建線程

threading提供了一個比thread模塊更高層的API來提供線程的並發性

創建線程的基本方法有兩種：

1）利用threading.Thread創建對象，在它的初始化函數（__init__）中將可調用對象作為參數傳入。

案例1：創建一個子線程，但子線程什麼時候被執行，需要服從系統的調用。

雖然代碼解釋到了t.start()，但實際執行時間取決於系統。

importtime

#定義一個主線程

deff1(i):

time.sleep(3)# 需要3秒執行完畢

print(i)

#創建的子線程

importthreading

#寫完下面一句，就代表創建線程完畢

#target是需要執行的函數，args是傳入函數的參數

t=threading.Thread(target=f1,args=(123,))

#執行子線程

t.start()#執行時間待定

#執行主線程

f1(456)

print("end")

執行結果：

案例2：使用setDaemon(True)控制主線程不等子線程。

setDaemon()方法。當參數為True時，把主線程設置為守護線程，主線程A執行結束了，就不管子線程是否完成，一併和主線程退出，也即主線程不等子線程。此方法必須在start() 方法調用之前設置，如果不設置為守護線程，程序會被無限掛起。

importtime

#定義一個主線程

deff1(i):

time.sleep(3)# 需要3秒執行完畢

print(i)

#創建的子線程

importthreading

#寫完下面一句，就代表創建線程完畢

#target是需要執行的函數，args是傳入函數的參數

t=threading.Thread(target=f1,args=(123,))

#True表示主線程不等子線程，主線程結束則程序結束。

t.setDaemon(True)

#執行子線程

t.start()#執行時間待定

#執行主線程

f1(456)

print("end")

效果：

案例3：join的參數使用，控制主線程等待子線程多長時間

當一個線程操作需要等待另一個線程執行完畢之後才能繼續進行時，使用Join()方法。Join方法會等到使用該方法的線程結束後再執行下面的代碼。

importtime

#定義一個主線程

deff1(i):

time.sleep(3)# 需要3秒執行完畢

print(i)

#創建的子線程

importthreading

#寫完下面一句，就代表創建線程完畢

#target是需要執行的函數，args是傳入函數的參數

t=threading.Thread(target=f1,args=(123,))

#True表示主線程不等子線程，主線程結束則程序結束。

t.setDaemon(True)

#執行子線程

t.start()#執行時間待定

#主線程執行到join時，等待，直到子線程執行完畢，再繼續執行join後的程序

t.join(2)#2表示最多等2秒

print("end")

效果：

假設join中的秒數大一點，可能就會有子線程執行完畢

t.join(4)#2表示最多等4秒

2）第二種創建方式，自定義類，通過繼承Thread類，重寫它的run方法

案例4：自定義線程的使用

#自定義f2方法

deff2(arg):

print(arg)

#創建線程

importthreading

classmythread(threading.Thread):#繼承threading.Thread方法

def__init__(self,func,args):

self.func=func

self.args=args

# 執行父類的構造方法

super(mythread,self).__init__()

defrun(self):

self.func(self.args)

#實例化線程

obj=mythread(f2,123)

#執行線程

obj.start()

threading.Thread類的使用方法：

2、線程鎖，解決數據共享

同一時刻允許一個線程執行操作。由於線程調用隨機，當多個線程都要去修改某一個共享數據的時候，需要對數據訪問進行同步。

假設兩個線程對象t1和t2都要對num=0進行增1運算，t1和t2都各對num修改10次，num的最終的結果應該為20。但是由於是多線程訪問，有可能出現下面情況：在num=0時，t1取得num=0。系統此時把t1調度為」sleeping」狀態，把t2轉換為」running」狀態，t2頁獲得num=0。然後t2對得到的值進行加1並賦給num，使得num=1。然後系統又把t2調度為」sleeping」，把t1轉為」running」。線程t1又把它之前得到的0加1後賦值給num。這樣，明明t1和t2都完成了1次加1工作，但結果仍然是num=1。

threading.Lock類對象，在run方法里，使用lock.acquire()獲得了這個鎖。此時，其他的線程就無法再獲得該鎖了，他們就會阻塞在「if lock.acquire()」這裡，直到鎖被另一個線程釋放：lock.release()。

案例5：使用threading.Lock()，上一把鎖。