什麼是行程(process)?什麼是執行緒?

零下一度
發布: 2017-07-24 16:58:09
原創
1869 人瀏覽過

基礎:

什麼是進程(process)?

每一個程式的記憶體是獨立的,例如:world不能存取QQ。 

程式:QQ是以一個整體的形式暴露給作業系統管理,裡麵包含了各種資源的呼叫(記憶體管理、網路介面呼叫等)。啟動一個QQ,也就是啟動了一個行程。

什麼是執行緒(thread)?

執行緒是作業系統能夠進行運算調度的最小單位。 執行緒包含在流程之中,是進程中的實際運作單位。

一個行程中最少有一個執行緒

一個執行緒時指 行程中一個單一順序的控制流。

一個進程中科院並發多個線程,每個線程並行執行不同的任務,線程與線程之間是相互獨立的。

執行緒與行程的差異:

行程:對各種資源管理的集合

#執行緒:作業系統最小的調度單位,是一串指令的集合

關係:

進程中第一個線程時主線程,主線程創建其他線程,其他線程也可以創建線程,線程之間是平等的;

進程有父進程、子進程,獨立的記憶體空間,唯一的進程標識符,pid;

什麼是上下文切換?

上下文切換,也稱為做行程切換或任務切換,是指cpu從一個行程或執行緒切換到另一個行程或執行緒。舉例說明,如下:

a.開啟QQ和微信,先聊QQ,然後切換到微信進行聊天,再切換到QQ,這個操作就叫做上下文切換。

b.同時開啟多個應用,電腦cpu配置是4核,多個應用之間進行切換時,沒有卡頓現像也完全感受不到cpu在進行任務切換,因為cpu處理很快,所以應用程式之間切換沒有卡頓現象;

 

單執行緒:

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)
登入後複製

執行結果:

##
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
登入後複製
解釋:

a. cpu順序被要求

b.除非cpu從一個url取得的回應,否則不會去請求下一個url

# c. 網路請求會花費較長的時間,所以cpu在等待網路請求的返回時間內一直處於閒置狀態

# 多執行緒:

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)
登入後複製
運行結果:

运行时间: 0.0
104
2
3
登入後複製

解釋:

a. 列印出來的運行時間統計的不是多執行緒的運行時間,因為沒有執行run都要等待2s,所以多執行緒的運行時間至少為2s,

那麼列印的結果是什麼?

  列印的運行時間是主線程的運行時間,因為在運行python檔案時,如果不啟動多線程,至少有一個線程在運行

#  線程與線程之間是相互獨立的,最開始運行的是主線程,當運行到threading.Thread時,創建一個線程,創建的線程執行循環方,主線程執行其他操作

#  主執行緒不等待其他執行緒結束後再結束

b. 列印的count資料是無序的,因為多執行緒執行run方法,並不是第一個請求結束後才進行下一個請求的,而是創建一個線程後執行run方法,接著創建另一個線程,哪個線程執行完畢就會打印出結果

c.總共創建了5個執行緒

 

若想統計多執行緒總共的執行時間,也就是從開始創建執行緒到執行緒結束運行之間的時間(不需要考慮執行緒之間怎麼運行的),操作如下:

join()等待(等待執行緒結束)

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)
登入後複製
執行結果:

01
2
4
3运行时间: 2.0011146068573
登入後複製
 守護線程

守護線程:主線程運行結束後,不管守護線程執行是否結束,都會結束,舉例說明:

例如皇帝有很多僕人,當皇帝死了之後,那麼多僕人就得陪葬。

只要非守護線程結束了,不管守護線程結束沒結束,程式都結束

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')
登入後複製

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)
登入後複製

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)
登入後複製

 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()
登入後複製

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()
登入後複製

以上是什麼是行程(process)?什麼是執行緒?的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

相關標籤:
來源:php.cn
本網站聲明
本文內容由網友自願投稿,版權歸原作者所有。本站不承擔相應的法律責任。如發現涉嫌抄襲或侵權的內容,請聯絡admin@php.cn
熱門教學
更多>
最新下載
更多>
網站特效
網站源碼
網站素材
前端模板
關於我們 免責聲明 Sitemap
PHP中文網:公益線上PHP培訓,幫助PHP學習者快速成長!