2018-09-13-day19多线程基础

1.什么是进程?

进程是指在系统中正在运行的一个应用程序
每个进程之间是独立的,每个进程均运行在其专用且受保护的内存空间内

2.什么是线程?

1个进程想要执行任务,必须要有线程(每一个进程至少要有1条线程)
一个进程(程序)的所有任务都在线程中执行
1个线程中的任务是串行的,如果一个线程中执行多个任务,那么只能一个一个按顺序执行这些任务

3.多线程

1个进程中开启多条线程,每条线程可以并行(同时)执行不同的任务
注意:同一时间,cpu只能处理1条线程,只有1条线程在工作(执行)
多线程并发(同时)执行,其实是cpu快速地在多条线程之间调度(切换),如果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
多线程能提高效率,主要是因为线程有阻塞或者耗时操作,这个时候就会执行其他线程
思考:如果线程非常非常多,会发生什么情况?
cpu会在N多线程之间调度,cpu会累死,消耗大量的cpu资源
每条线程被调度执行的频次会降低(线程的执行效率降低)
4.多线程执行过程

多线程执行过程.PNG

5.多线程提高效率


多线程提高效率.PNG

6.多线程实现方式
方式一:

"""
1.主线程
每个进程默认都会有一个线程,这个线程我们一般叫它主线程。
默认情况下,所有的代码都是在主线程中执行。

2.子线程
一个进程中可以有多个线程。除了主线程以外,其他的线程需要手动的添加

3.threading是python中的一个内置模块,用来支持多线程
a.Thread类
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

b.threading.currentThread() --> 用来获取当前线程对象

"""
import threading
# from threading import Thread
import datetime

import time


# 下载两个电影
def download(file):
    print(threading.currentThread())
    print('开始下载:'+file, datetime.datetime.now())
    # 让线程阻塞10秒
    time.sleep(10)
    print(file+'下载结束:', datetime.datetime.now())


if __name__ == '__main__':
    print('主线程中的代码')
    print(threading.currentThread())

    # 1.在主线程中下载两个电影:总共耗时20秒
    # download('终结者2')
    # download('沉默的羔羊')

    # 2.在两个子线程中去下载两个电影: 总共耗时10秒
    """
    Thread(target,args)
    target: 需要在子线程中调用的函数的函数名
    args: 函数的实参
    返回值: 创建好的线程对象
    """
    t1 = threading.Thread(target=download, args=('终结者',))
    # # 开始执行t1对应的线程中的任务
    t1.start()

    t2 = threading.Thread(target=download, args=('沉默的羔羊',))
    # 想要在子线程中执行任务,必须通过线程对象调用start方法才行
    t2.start()

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

方式二:

from threading import Thread
import datetime
import time
from random import randint

"""
面向对象实现多线程技术
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,然后用对象调用start方法去执行run中的任务
"""


#  注意:继承的时候,可以继承自己写的类,也可以继承系统的类或者别人写好的类
class DownloadThread(Thread):
    """下载线程类"""
    def __init__(self, file):
        super().__init__()
        self.file = file

    def run(self):
        print(self.file + '开始下载:', datetime.datetime.now())
        time.sleep(randint(5, 10))
        print(self.file + '下载结束:', datetime.datetime.now())


if __name__ == '__main__':

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

    # 创建线程对象
    t1 = DownloadThread('沉默的羔羊')
    t1.start()

    t2 = DownloadThread('恐怖游轮')
    t2.start()

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

join在多线程中的作用

from threading import Thread
import time
from datetime import datetime
from random import randint


# 在两个子线程中下载两个电影,在主线程中去统计两个电影下载的总的时间
"""
如果希望某个线程结束后才执行某个操作,就用那个线程调用join方法
"""
class DownloadThread(Thread):
    def __init__(self, file):
        super().__init__()
        self.file = file

    def run(self):
        print(self.file+'开始下载', datetime.now())
        time.sleep(randint(5, 15))
        print(self.file+'下载结束', datetime.now())
        return 10


if __name__ == '__main__':

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

    start = time.time()

    tim1 = t1.start()
    tim2 = t2.start()

    # 系统t1和t2中的代码都结束后才执行下面的代码
    t1.join()   # 这句代码后面的代码在t1对应的线程结束后才执行
    t2.join()
    end = time.time()
    print(end-start)

如何实现线程间的数据共享

"""
模拟多个人对同一个账号进行操作

同步锁(RLock)和互斥锁(Lock)
"""
import time
from threading import Thread, Lock, RLock


class Account:
    """账号类"""
    def __init__(self, balance):
        # 余额
        self.balance = balance
        # 创建锁对象
        self.lock = Lock()
        self.lock2 = RLock()


    # 存钱的过程:读出原来的余额,确定钱的一系列操作,将原来的余额加上存的数额产生最新的余额再保存
    def save_money(self, amount):
        """存钱"""
        print('开始存钱')
        # 加锁
        self.lock.acquire()
        # 获取原来的余额
        old_amount = self.balance
        # 模拟时间消耗
        time.sleep(5)
        # 修改余额
        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"""
        print('开始取钱')
        old_amount = self.balance
        if old_amount < amount:
            print('余额不足!')
            return
        time.sleep(5)
        self.balance = old_amount - amount
        print('取钱成功,最新余额是:',self.balance)

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


if __name__ == '__main__':
    # 创建账号
    account = Account(1000)

    # account.save_money(200)
    # account.save_money(1300)
    # account.get_money(800)
    # account.show_balance()
    """
    当多个线程同时对一个数据进行操作的时候,可能会出现数据混乱的问题
    """
    t1 = Thread(target=account.save_money, args=(200,))
    t2 = Thread(target=account.save_money, args=(1300,))

    t1.start()
    t2.start()

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