python多线程

一、多任务

1、多任务概念：同一时间执行多个任务
2、多任务作用：充分利用CPU的资源，提高程序执行效率
3、多任务的表现形式：
并发：操作系统在执行多任务是交替执行
并行：操作系统会给每个CPU安排一个任务，这两个任务是真正意义上的同时执行

二、进程

在python中，可以用多进程来实现多任务

1、进程概念：是资源分配的最小单位，它是操作系统进行资源分配和调度运行的基本单位， 通俗来说，一个正在运行的程序就是一个进程，例如：正在运行的qq、微信，都是一个进程
2、进程的作用：使用多进程实现多任务的编程
运行起来的程序是进程，一个没有运行的程序叫做程序
注意：一个程序运行后至少有一个进程，也可以有多进程

三、多进程完成多任务

1、进程的创建步骤
（1）导入进程包：import multiprocessing
（2）通过进程类创建进程对象：进程对象=multiprocessing.Process()
（3）启动进程执行任务：进程对象.start()

2、通过进程类创建进程对象：
进程对象=multiprocessing.Process(target=任务名)

参数名	说明
target	执行的目标任务名，这里指的是函数名（方法名）
name	进程名，一般不用设置
group	进程组，目前只能使用None

3、进程创建与启动的代码

#创建子进程
sing_process = multiprocessing.Process(target=sing)
#创建子进程
dance_process = multiprocessing.Process(target=dance)
#启动进程
sing_process.start()
dance_process.start()

import multiprocessing
import time

def sing():
    for i in range(3):
        print("唱歌。。。")
        time.sleep(0.5)

def dance():
    for i in range(3):
        print("跳舞。。。")
        time.sleep(0.5)


if __name__ == '__main__':
    # 创建子进程
    sing_process = multiprocessing.Process(target=sing)
    # 创建子进程
    dance_process = multiprocessing.Process(target=dance)
    # 启动进程
    sing_process.start()
    dance_process.start()

四、进程执行带有参数的任务

参数名	说明
args	以元组的方式给执行任务传参
kwargs	以字典方式给执行任务传参

元祖传参方式：元组传参一定要和参数的顺序保持一致
字典传参方式：字典方式传参中的key一定要和参数名保持一致

import multiprocessing
import time

def sing(num,name):
    for i in range(num):
        print(name)
        print("唱歌。。。")
        time.sleep(0.5)

def dance(num,name):
    for i in range(num):
        print(name)
        print("跳舞。。。")
        time.sleep(0.5)


if __name__ == '__main__':
    # 创建子进程
    # args：使用元组方式给指定任务传参，元租的元素顺序就是任务中的参数顺序
    sing_process = multiprocessing.Process(target=sing,args=(5,"小明"))
    # 创建子进程
    # kwargs：使用字典方式给指定任务传参，key就是参数的名称
    dance_process = multiprocessing.Process(target=dance,kwargs={"name":"传智", "num":3})
    # 启动进程
    sing_process.start()
    dance_process.start()

五、获取进程编号

进程编号的作用：当程序中进程的数量越来越多时，如果没有办法区分主进程和子进程还有不同的子进程，那么就无法进行有效的进程管理，为了方便管理，每个进程都有自己的编号

获取进程编号的两种方式：
1、获取当前进程编号：os.getpid()
2、获取当前父进程编号：os.getppid()

os.getpid()的使用

import os
pid = os.getpid()
print(pid)

os.getppid()的使用

def work():
   #获得当前进程的编号
   print("work进程编:",os.getpid()
   #获得当前父进程的编号
   print("work父进程编:",os.getppid()

import multiprocessing
import time
import os

def sing(num,name):
    print("唱歌进程pid：",os.getpid())
    print("唱歌进程的父进程pid：",os.getppid())
    for i in range(num):
        print(name)
        print("唱歌。。。")
        time.sleep(0.5)

def dance(num,name):
    print("跳舞进程pid：", os.getpid())
    print("跳舞进程的父进程pid：", os.getppid())
    for i in range(num):
        print(name)
        print("跳舞。。。")
        time.sleep(0.5)


if __name__ == '__main__':
    print("主进程pid",os.getppid())
    # 创建子进程
    # args：使用元组方式给指定任务传参，元租的元素顺序就是任务中的参数顺序
    sing_process = multiprocessing.Process(target=sing,args=(5,"小明"))
    # 创建子进程
    # kwargs：使用字典方式给指定任务传参，key就是参数的名称
    dance_process = multiprocessing.Process(target=dance,kwargs={"name":"传智", "num":3})
    # 启动进程
    sing_process.start()
    dance_process.start()

六、进程的注意点

主进程会等待所有的子进程执行结束再结束

为了保证子进程能够正常执行，主进程会等所有的子进程执行完成之后再销毁，设置守护主进程的目的是主进程退出子进程销毁，不让主进程再等待子进程去执行

设置守护主进程方式：子进程对象.daemon = True

if __name__ == '__main__':
    print("主进程pid",os.getppid())
    # 创建子进程
    # args：使用元组方式给指定任务传参，元租的元素顺序就是任务中的参数顺序
    sing_process = multiprocessing.Process(target=sing,args=(5,"小明"))
    # 创建子进程
    # kwargs：使用字典方式给指定任务传参，key就是参数的名称
    dance_process = multiprocessing.Process(target=dance,kwargs={"name":"传智", "num":3})
    # 设置守护主进程，主进程结束子进程自动销毁，不在执行子进程
    sing_process.daemon = True
    # 启动进程
    sing_process.start()
    # dance_process.start()
    time.sleep(0.5)
    print("主进程结束")

七、线程

在python中，想要实现多任务还可以使用多线程来完成

进程是分配资源的最小单位，一旦创建了一个进程就会分配一定的资源，就像两个人聊qq就需要打开两个qq软件，比较浪费资源

线程是程序执行的最小单位实际上进程只负责分配资源，而利用这些资源执行程序的实线程，也就是说进程是线程的容器，一个进程中最少有一个线程来负责执行程序，同时显成自己不拥有系统资源，只需要一点在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源，就像一个qq软件（一个进程）打开两个窗口（两个线程）跟两个人聊天，实现多任务同时也节省了资源

八、多线程完成多任务

1、线程创建步骤
（1）导入线程模块：import threading
（2）通过线程类创建线程对象：线程对象=threading.Thread(target=任务名)
（3）启动线程执行任务：线程对象.start()
2、通过线程类创建线程对象
线程对象=threading.Thread(target=任务名)

参数名	说明
target	执行的目标任务名，这里指的是函数名（方法名）
name	线程名，一般不用设置
group	线程组，目前只能使用None
3、线程创建与启动的代码

#创建子线程
sing_process = threading.Thread(target=sing)
#创建子线程
dance_process = threading.Thread(target=dance)
#启动线程
sing_process.start()
dance_process.start()

九、线程执行带有参数的任务

1、线程执行带有参数的任务

参数名	说明
args	以元组的方式给执行任务传参
kwargs	以字典方式给执行任务传参

元祖传参方式：元组传参一定要和参数的顺序保持一致
字典传参方式：字典方式传参中的key一定要和参数名保持一致

十、主线程和子线程的结束顺序

主线程会等待所有的子线程执行结束后，主线程再结束

1、设置守护主线程
要想主线程不等待子线程执行完成，可以设置守护主线程

# 设置守护主线程方式1：deamon=True  
work_thread = threading.Thread(target=work,deamon=True)
# 设置守护主线程方式2：
work_thread.setDaemon(True)
work_thread.start()

十一、线程间的执行顺序

多线程之间执行是无序的：由cpu调度决定的

十二、进程和线程的对比

1、关系对比：
（1）线程是依附在进程里面的，没有进程就没有线程
（2）一个进程默认提供一个线程，进程可以创建多个线程
2、区别对比：
（1）创建进程的资源开销要比创建线程的资源开销大
（2）进程是操作系统资源分配的基本单位，线程数cpu调度的基本单位
（3）线程不能独立执行，必须依存于进程中
3、优缺点对比
（1）进程优缺点：
优点：可以用多核
缺点：资源开销大
（2）线程优缺点：
优点：资源开销小
缺点：不能使用多核