python高级编程——锁
锁
使用锁:
锁的语法
创建锁、锁定锁、释放锁
from threading import Lock # 创建锁
mutex = Lock()
# 获取锁(上锁)
mutex.acquire()
# 释放锁(解锁)
mutex.release()
在锁定锁的过程中acquire()方法可以接受一个blocking参数,
如果设定blocking为True,则当前线程会堵塞,直到获取到这个锁为止(如果没有 指定,那么默认为True)
如果设定blocking为False,则当前线程不会堵塞
上锁和解锁的过程(假设是多线程调度):
这个锁一般是为共享资源服务的,即多个线程同时使用共享资源。这个锁同一时间只能有一个线程调度,其他线程阻塞,只有当前调度的线程释放这个锁,阻塞的线程才能调度。
锁的优点:
确保了某段关键代码只能有一个线程从头到尾完整的执行。
锁的缺点:
组织了多线程的并发执行,包含锁的某段代码实际上只能以单线程模式执行,效率就大大的降低了;代码中可能存在多个锁,如果多个线程拥有多个锁,容易造成死锁。
死锁的现象(实例):
# 死锁 两者都没有释放对方需要的锁,而释放的条件恰好是获取对方释放所需要的锁
# 线程1
class MyThread1(threading.Thread):
def __init__(self):
super().__init__() def run(self):
# 线程1获取A锁
if mutexA.acquire():
print(self.name+"-----do1---up-----")
sleep(1)
# 此时线程2获取了B锁,需要等待线程2释放B锁
if mutexB.acquire():
print(self.name + "-----do1---down-----")
mutexB.release()
mutexA.release() # 线程2
class MyThread2(threading.Thread):
def __init__(self):
super().__init__() def run(self):
# 线程2获取B锁
if mutexB.acquire():
print(self.name + "-----do2---up-----")
sleep(1)
# 此时线程1获取了A锁,需要等待线程1释放A锁
if mutexA.acquire():
print(self.name + "-----do2---down-----")
mutexA.release()
mutexB.release() mutexA = threading.Lock()
mutexB = threading.Lock() if __name__ == '__main__':
# 线程1和线程2同时执行
t1 = MyThread1()
t2 = MyThread2()
t1.start()
t2.start()
避免死锁的方法:银行家算法
多进程与多线程比较及选择
是否采用多任务处理,取决于我们的任务类型
如果是计算密集型,需要大量的CPU资源进行运算,代码的运行效率至关重 要,这样的任务一般不使用多线程进行,因为频繁的任务调度会拖慢CPU的
运算。
如果是IO密集型,涉及到硬盘读写,网络读写等的任务,更多的时间在等待 IO操作完成,这一类任务可以放到多线程或多进程中来进行。
单线程、多线程、多进程(一起实现同一代码的时间)
# 单线程、多线程、多进程的使用及不同
# 简单的求和
def fib(x):
res = 0
for i in range(100000000):
res += i*x
return res # 阶乘
def fac(x):
if x < 2:
return 1
return x*fac(x-1) # 简单的求和
def sum(x):
res = 0
for i in range(50000000):
res += i*x
return res # 函数列表
funcs = [fib, fac, sum]
n = 100 class MyThread(threading.Thread):
def __init__(self, func, args, name=""):
super().__init__()
self.name = name
self.func = func
self.args = args
self.res = 0 def getResult(self):
return self.res def run(self):
print("starting ", self.name, " at: ", ctime())
self.res = self.func(self.args)
print(self.name, "finished at: ", ctime()) def main():
nfuncs = range(len(funcs)) print("单线程".center(30, "*"))
start = time()
for i in nfuncs:
print("start {} at: {}".format(funcs[i].__name__, ctime()))
start_task = time()
print(funcs[i](n))
end_task = time()
print("任务 耗时:", end_task-start_task)
print("{} finished at: {}".format(funcs[i].__name__, ctime())) end = time()
print("单线程运行时间:", end-start)
print("单线程结束:".center(30, "*")) print()
print("多线程".center(30, "*"))
start = time()
threads = []
for i in nfuncs:
# 一个线程绑定一个函数
t = MyThread(funcs[i], n, funcs[i].__name__)
threads.append(t) for i in nfuncs:
# 同时启动线程
threads[i].start() for i in nfuncs:
threads[i].join()
print(threads[i].getResult())
end = time()
print("多线程运行时间:", end-start)
print("多线程结束:".center(30, "*")) print()
print("多进程".center(30, "*"))
start = time()
process_list = []
for i in nfuncs:
# 一个进程绑定一个函数
t = Process(target=funcs[i], args=(n, ))
process_list.append(t) for i in nfuncs:
# 同时启动进程
process_list[i].start() for i in nfuncs:
process_list[i].join()
end = time()
print("多进程运行时间:", end - start)
print("多进程结束:".center(30, "*")) if __name__ == "__main__":
main()
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