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多线程基础

2018-09-13

阅读:


  • 进程1:正在运行的一个程序,每个进程相互独立,并且运行在其专用且受保护的内存空间里面的。

  • 线程:一个进程要想执行任务,必须得有线程(每个进程至少有一个线程),一个进程所有任务都在线程中执行。

  • 主线程:每个进程默认有一个线程,这个线程叫主线程。默认情况下,所有的代码都是在主线程中执行的。

  • 子线程:一个进程可以有多个线程。除了主线程以外,其他线程需要手动添加。

多线程原理: 同一时间,CPU只能处理一条线程,只有1条线程在工作。多线程并发执行,其实就是CPU快速的在多线程之间调度(切换),当CPU调度线程的时间足够快,就造成了多线程并发执行的假象。

使用情况: 让多个任务同时执行。

补充: a、打印当前时间

import datetime
datetime.datetime.now()

b、延时

import time
time.sleep(s)

方式一

1、模块

python中内置模块 threading,用来支持多线程。Thread类的对象就是线程对象,需要线程的时候,就创建这个类或者这个类的子类对象。

import threading

获取当前线程对象 »> 用于测试

threading.current_thread()
2、创建子线程对象
t1 = threading.Thread(target=download, args=('终结者',))
"""
target:需要在子线程中调用的函数的函数名,子线程中执行的任务就是函数里面的代码。
args:函数对应的参数值(元组)
返回值:创建好的线程对象
"""
3、执行
t1.start()

效果:

import threading
import datetime
import time

#模拟下载两个电影
def download(file):
    print('开始下载:', datetime.datetime.now())
    # 线程阻塞2s
    time.sleep(2)
    print(file+'下载结束',datetime.datetime.now())
    print(threading.current_thread())
t1 = threading.Thread(target=download, args=('终结者2',))
t1.start()
t2 = threading.Thread(target=download, args=('沉默的羔羊',))
t2.start()
download('终结者1')

开始下载: 2018-09-13 11:08:56.927703
开始下载: 2018-09-13 11:08:56.928703
开始下载: 2018-09-13 11:08:56.928703
终结者2下载结束 2018-09-13 11:08:58.927818
<Thread(Thread-1, started 2324)>
沉默的羔羊下载结束 2018-09-13 11:08:58.928818
<Thread(Thread-2, started 5908)>
终结者1下载结束 2018-09-13 11:08:58.928818
<_MainThread(MainThread, started 5852)>

方式二—面向对象的多线程技术(重点)

1、声明一个类继承自Thread类
2、重写run方法,将需要在子线程中执行的任务放到run方法中
3、在需要子线程的位置去创建这个类的对象,然后调用start 方法去执行run中的任务。
from threading import Thread
import datetime
import time

class DownLoadThread(Thread):
    def __init__(self, file):
        super().__init__()
        self.file = file

    def run(self):
        print('开始下载:<%s>  时间:%s'%(self.file,datetime.datetime.now()))
        time.sleep(5)
        print('下载结束:<%s>!  时间:%s'%(self.file,datetime.datetime.now()))

print('===========')

t1 = DownLoadThread('沉默的羔羊')
t1.start()

print('+++++++++++')

结果:
===========
开始下载:<沉默的羔羊>  时间:2018-09-13 11:26:42.730664
+++++++++++
下载结束:<沉默的羔羊>!  时间:2018-09-13 11:26:47.730950

三、join方法的使用

如果希望某个线程结束后才执行某个操作,就用线程对象调用 join()

start()会自动调用run()

from threading import Thread
import time
import datetime
import random

class DownLoadThread(Thread):
    def __init__(self, file):
        super().__init__()
        self.file = file

    def run(self):
        print(self.file+' 开始下载', datetime.datetime.now())
        time.sleep(random.randint(5,15))
        print(self.file+' 下载结束', datetime.datetime.now())


t1 = DownLoadThread('美丽人生')
t2 = DownLoadThread('怦然心动')

start = time.time()

t1.start()
t2.start()

#t1,t2都结束才执行
t1.join()   #后面的代码在t1对应的线程结束后才执行
t2.join()   #后面的代码在t1对应的线程结束后才执行
end = time.time()
print(end - start)

结果:
美丽人生 开始下载 2018-09-13 13:36:42.334387
怦然心动 开始下载 2018-09-13 13:36:42.334387
美丽人生 下载结束 2018-09-13 13:36:49.334787
怦然心动 下载结束 2018-09-13 13:36:50.336844
8.00445818901062

四、多线程的数据混乱问题

尽量避免多个线程对同一个数据进行操作

解决方法:对相关代码加锁,让同一时间只有能有一个线程进行操作,释放后,才能让其它线程操作

锁: 同步锁(RLock) 和 互斥锁(Lock)– 了解

from threading import Lock
1、创建锁对象
self.lock = Lock()
# 一般写在__init__方法中
2、加锁
self.lock.acquire()
# 线程操作前
3、解锁
self.lock.release()
#  线程操作后

实例:

"""__author__=Deathfeeling"""
import time
from threading import Thread, Lock


class Account():
    """账号类"""
    def __init__(self, balance):
        self.balance = balance
        # 创建锁对象
        self.lock = Lock()

    def save_money(self, amount):
        """存钱"""
        print('开始存钱')

        # 加锁
        self.lock.acquire()
        old_amount = self.balance
        time.sleep(2)
        self.balance = old_amount + amount
        print('存钱成功!最新余额是:',self.balance)

        # 解锁
        self.lock.release()

    def get_money(self, amount):
        """取钱"""
        self.lock.acquire()
        print('开始取钱')
        old_amount = self.balance
        if old_amount < amount:
            print('余额不足')
            return
        time.sleep(2)
        self.balance = old_amount - amount
        print('取钱成功!最新余额是:', self.balance)
        self.lock.release()

    def show_balance(self):
        print('当前余额:', self.balance)


account = Account(1000)
# account.save_money(200)
# account.get_money(100)
# account.show_balance()
t1 = Thread(target=account.save_money, args=(200,))
t2 = Thread(target=account.save_money, args=(300,))
t1.start()
t2.start()

结果:
开始存钱
开始存钱
存钱成功!最新余额是: 1200
存钱成功!最新余额是: 1500

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