Python多线程编程基础
Python多线程编程基础
01 前言
最近又温习了一遍《Python核心编程》的多线程编程部分，整理了一下其中的知识点，只涉及多线程编程的基础知识。如有错误，请评论指出。
多线程是并行执行任务的编程方法。当然，本质上是异步的，每个时刻只能用一个线程运行，但宏观来看是并行的。多线程可以更好地利用计算机资源，提高执行任务的效率，尤其对于I/O密集型应用更是如此。
02 线程和进程
这是两个容易混淆的概念。一般来说，进程>线程。
进程，又称重量级进程，是一个执行中的计算机程序。计算机会为每个进程分配一定的资源。进程可以通过派生新的进程来执行其他任务，进程之间通过进程间通信的方式共享信息。
线程，又称轻量级进程，是在同一个进程下执行的，共享相同的上下文。线程包括开始，执行顺序，结束三部分。进程交替使用某资源，所以可能因为访问顺序不同导致结果不同，这被称为竞态条件。
03 线程和Python
这里面涉及到一个叫做全局解释器锁的概念。简单来说
Python虚拟机(解释器主循环)控制python代码执行，某一时刻只能执行一个线程
全局解释器锁控制Python虚拟机的访问，即全局解释器锁限制了线程，确保同时只能有一个线程运行
所以，全局解释器锁是python多线程编程的基础机制。
python中关于多线程编程的模块有thread,threading,queue等。其中，thread模块不建议使用，因为它不支持守护线程（即主线程结束时，所有其他线程也都强制结束），并且同步源语很少（下文会提到）。
04 threading模块
threading模块是比thread更高级更好用的模块，Thread类是threading模块的主要执行对象，下面就来简单介绍一下它并讲解几个实例。
| Thread对象方法 | 描述 |
|---|---|
| init() | 构造函数，实例化一个线程对象 |
| start() | 开始执行该线程 |
| run() | 定义线程功能 |
| join() | 直至启动的线程终止之前一直挂起 |
使用Thread类创建线程有很多方法，下面只介绍其中一种：创建Thread的实例，传给它一个函数。
import threading
from time import sleep,ctime
loops = [4,2]
def loop(nloop,nsec):
print(‘start loop’,nloop,’at:’,ctime())
sleep(nsec)
print(‘finish loop’,nloop,’at:’,ctime())
def main():
print(‘start threads at:’,ctime())
threads = []
nloops = range(len(loops))
for i in nloops:
t = threading.Thread(target=loop,args=(i,loops[i]))
threads.append(t)
for i in nloops:
threads[i].start()
for i in nloops:
threads[i].join()
print(‘all done at:’,ctime())
if name == ‘main‘:
main()
结果：
start threads at: Thu May 31 17:28:37 2018
start loop 0 at: Thu May 31 17:28:37 2018
start loop 1 at: Thu May 31 17:28:37 2018
finish loop 1 at: Thu May 31 17:28:39 2018
finish loop 0 at: Thu May 31 17:28:41 2018
all done at: Thu May 31 17:28:41 2018
05 同步原语
多线程编程一个非常重要的方面是同步。因为你肯定不希望一些重要数据因为不同步而出错。
下面就来介绍两种同步原语：
锁/互斥：最简单，最低级的机制
信号量：用于多线程竞争有限资源的情况
锁的作用，顾名思义，就是让获得锁的线程能够完整的执行而不被打断。
锁有两种状态：锁定，未锁定。支持两个函数：获得锁，释放锁。
创建一个锁对象需要引入Lock;获得锁—acquire;释放锁—release。
信号量是一个计数器，资源消耗时递减，资源释放时递增，同样也使用acquire和release。
至于使用嘛，类似这样：
lock = Lock() #创建一个锁对象
lock.acquire() #获得锁
code #需要在锁里执行的代码
lock.release() #释放锁
06 结语
还有queue模块没写，因为几乎没用到，（好吧，其实是懒）等用到的时候在来补充吧。
新手写博客，如有错误，还请各位指正，谢谢！