day30线程（Threads）

day30线程（Threads）

1、开启线程

一、什么是线程：
    1.进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位。每一个进程中至少有一个线程。
    2.主进程中的线程称为主线程，其他开启的线程称为子线程
二、为什么用线程：
    进程有两个缺点：
        1.进程只能在一个时间干一件事，如果想同时干两件事或多件事，进程就无能为力了。
        2.进程在执行的过程中如果遇到阻塞，例如等待输入，整个过程就会挂起。即使进程中有些工作不依赖于输入的数据，也将无法执行。
# 而这就是为什么还要用线程
代码：
    from threading import Thread

    def task():
        print('子线程')

    if __name__ == '__main__':
        t = Thread(target=task)
        t.start()
        print('主线程')

2、GIL全局解释器锁

GIL全局解释器锁的特点：
	1.python在设计之初就考虑到要在主循环中，同时只有一个线程在执行。
	2.虽然python解释器可以“运行”多个线程，但在任意时刻只有一个线程在解释器中执行。
    3.由全局解释器锁（GIL）来控制，正是这个锁能保证同一时刻只有一个线程在运行。
常识：
    1.python代码在解释器中执行，绝大部分在用：cpython解释器，少部分用：pypy解释器
    2.GIL锁在解释器中存在，他只能在cpython解释器中，pypy解释器中不存在
    3.起一个垃圾回收线程，起一个正常执行的线程，垃圾回收还没有回收完毕，另一个线程可能会抢占资源
    4.设置一把全局解释器锁（GIL锁），有了这把锁，就保证同一时刻，只能有一个线程执行，只要线程想执行，那么，就必须拿到这把GIL锁
    5.如果是IO密集型：选择线程，因为io不会用到cpu内核，线程在进程里了
    6.如果是计算密集型：选择进程 # 计算密集型用多进程，计算io密集型用多线程

3、进程和线程的区别

一、开启效率的较量
    from multiprocessing import Process
    from threading import Thread
    import time
    # 开启进程的时间
    def task():
        time.sleep(1)
        print(123)

    if __name__ == '__main__':
        ctime = time.time()
        p = Process(target=task)
        p.start()
        p.join()
        print(time.time() - ctime)
        # 输出结果：1.0815215110778809

    # 开启线程的时间
    def task():
        time.sleep(1)
        print(123)

    if __name__ == '__main__':
        ctime = time.time()
        t = Thread(target=task)
        t.start()
        t.join()
        print(time.time() - ctime)
        # 输出结果：1.0080914497375488
# 结论：进程消耗比线程消耗大很多
二、多线程和多进程进行pid的比较
    # 进行pid的较量
    from multiprocessing import Process
    from threading import Thread
    import os
    def task():
        print('hello',os.getpid())

    if __name__ == '__main__':
        # 注：开启多个进程，每个进程都有不同的pid
        p1 = Process(target=task)
        p2 = Process(target=task)
        p1.start()
        p2.start()
        print('主进程/主进程pid',os.getpid())

        # 注：在主进程下开启多个线程，每个线程都跟主进程pid一样
        t1 = Thread(target=task)
        t2 = Thread(target=task)
        t1.start()
        t2.start()
        print('主进程/主进程pid',os.getpid())
# 结论：开启多进程，每个进程的pid都是不同的。在主程序下开启多线程，每个线程pid都和主程序pid一样。

4、Thread类的其他方法

一、Thread实例对象的方法：
    1.is_alive():返回线程是否活动
    2.getName()；返回线程的名称
    3.setName():设置线程名称
二、threading模块提供的一些方法：
    1.threading.currentThread():返回当前的线程变量
    2.threading.enumerate():返回一个包含正在运行的线程的list。
    3.threading.activeCount():范慧慧正在运行的线程数量,与len(threading.enumerate())有相同的结果。
代码：
    from threading import Thread
    import time

    def task():
        time.sleep(1)
        print(123)

    if __name__ == '__main__':
        t = Thread(target=task)
        t.start()
        print(t.is_alive()) # 返回线程是否活动
        print(t.getName()) # 返回线程的名称
        t.setName('mmm') # 设置线程的名称
        print(t.getName())

5、守护线程

	p.isDaemon和t.setDaemon(True)的特点：主进程（线程）结束，子进程（线程）也随之结束。也根本不会运行子进程（线程）的程序。# 注意守护进程一定要放在start()之前，不然不会运行
代码：
    from threading import Thread
    import time
    import os

    def task():
        time.sleep(1)
        print('my is %s'%(os.getpid()))

    if __name__ == '__main__':
        t =Thread(target=task)
        t.setDaemon(True)  # 跟进程不一样，进程的是p.isDaemon
        t.start()
        print('主线程')
        print(t.is_alive())
        # 返回结果：主线程，True，特点主线程结束，子线程也结束。

6、同步锁（互斥锁）

代码：
    from threading import Thread,Lock
    import time

    def task(lock):
        global n
        lock.acquire() # 上锁
        time.sleep(1)
        n -= 1
        lock.release() # 释放锁

    if __name__ == '__main__':
        n = 10
        l = []
        lock = Lock()
        for i in range(10):
            t = Thread(target=task,args=(lock, ))
            t.start()
            l.append(t)
        for j in l:
            j.join()
        print(n)	# 结果肯定为0，由原来的并发执行变成串行，牺牲了执行效率保证了数据安全
# 补充：Lock在Process中为进程锁，在Thread中为互斥锁。

7、信息量（Semaphore）

# Semaphore:信息量可以理解为多把锁，同时允许多个进程量更改数据
代码：
    from threading import Thread,Semaphore
    import time
    import random
    sm = Semaphore(2)  # 允许两个线程

    def task(i):
        sm.acquire()
        print('线程：%s进来了'%i)
        time.sleep(random.randint(1,3))
        print('线程：%s出去了'% i)
        sm.release()

    if __name__ == '__main__':
        for i in range(6):
            t = Thread(target=task,args=(i, ))
            t.start()

8、Enent事件

Enent事件的用法：
    1.一些线程需要等到其他线程执行完成之后才能执行，类似于发射信号
    2.比如一个线程等待另一个线程执行结束在继续执行
代码：
    from threading import Thread, Event
    import time

    def girl(event):
        print('女神正在谈恋爱中')
        time.sleep(3)
        event.set() # 发射信号
        print('女神分手了')

    def boy(i, event):
        print('屌丝：%s正在等待女神分手' % i)
        event.wait()  # 正在等待
        print('屌丝：%s开始展开追求' % i)

    if __name__ == '__main__':
        event = Event()
        t = Thread(target=girl, args=(event,))
        t.start()

        for i in range(5):
            t1 = Thread(target=boy, args=(i, event))
            t1.start()