Python控制多进程与多线程并发数

Python控制多进程与多线程并发数

0x01    前言

    本来写了脚本用于暴力破解密码，可是1秒钟尝试一个密码2220000个密码我的天，想用多线程可是只会一个for全开，难道开2220000个线程吗？只好学习控制线程数了，官方文档不好看，觉得结构不够清晰，网上找很多文章也都不很清晰，只有for全开线程，没有控制线程数的具体说明，最终终于根据多篇文章和官方文档算是搞明白基础的多线程怎么实现法了，怕长时间不用又忘记，找着麻烦就贴这了，跟我一样新手也可以参照参照。

    先说进程和线程的区别：
            (1)地址空间:进程内的一个执行单元;进程至少有一个线程;它们共享进程的地址空间;而进程有自己独立的地址空间;
            (2)资源拥有:进程是资源分配和拥有的单位,同一个进程内的线程共享进程的资源
            (3)线程是处理器调度的基本单位,但进程不是.
            (4)二者均可并发执行.

    不能理解的话简单打比方就是一个进程就像一个程序一样，并发互不干扰。一个进程靠一个或多个线程执行处理，并发的线程是cpu在不停的来回切换执行，当然是快到你感觉不出的。

    拿上面我遇到的困难来说吧，大量的数据需要执行相同的处理，一个操作中间可能会有一些等待时间，一个一个执行浪费大量时间，那么就同时执行吧，我们可以用两种并行办法：

    进程并行或者线程并行

    各有优缺点，要看情况，不是绝对的，在此不讨论这个，这引出下面两种Python并行处理方法（注释感觉很清晰详细了，不再多说）

    忘记说了，看留言才想起来，这里贴出了两种方法是为了理解两种的区别和相同点，但是讨论的是python，python是又全局解释器锁(GIL)，他会将进程中的线程序列化，也就多核cpu实际上并不能达到并行提高速度的目的，而使用多进程则是不受限的，所以实际应用中都是推荐多进程的，也就是第一种，简单又高效，下面多线程可以作为对比(参考文章)

0x02    进程处理方法

#coding:utf-8
import random
from time import sleep
import sys
import multiprocessing
import os
#
#需求分析：有大批量数据需要执行，而且是重复一个函数操作（例如爆破密码），如果全部开始线程数N多，这里控制住线程数m个并行执行，其他等待
#
lock=multiprocessing.Lock()#一个锁
def a(x):#模拟需要重复执行的函数
    lock.acquire()#输出时候上锁，否则进程同时输出时候会混乱，不可读
    print '开始进程：',os.getpid(),'模拟进程时间:',x
    lock.release()
    
    sleep(x)#模拟执行操作
    
    lock.acquire()
    print '结束进程：',os.getpid(),'预测下一个进程启动会使用该进程号'
    lock.release()
list=[]
for i in range(10):#产生一个随机数数组，模拟每次调用函数需要的输入，这里模拟总共有10组需要处理
    list.append(random.randint(1,10))
    
pool=multiprocessing.Pool(processes=3)#限制并行进程数为3
pool.map(a,list)#创建进程池，调用函数a，传入参数为list,此参数必须是一个可迭代对象,因为map是在迭代创建每个进程

输出：

0x03    线程处理方法：

#coding:utf-8
import threading
import random
import Queue
from time import sleep
import sys
#
#需求分析：有大批量数据需要执行，而且是重复一个函数操作（例如爆破密码），如果全部开始线程数N多，这里控制住线程数m个并行执行，其他等待
#
#继承一个Thread类，在run方法中进行需要重复的单个函数操作
class Test(threading.Thread):
    def __init__(self,queue,lock,num):
        #传递一个队列queue和线程锁，并行数
        threading.Thread.__init__(self)
        self.queue=queue
        self.lock=lock
        self.num=num
    def run(self):
        #while True:#不使用threading.Semaphore，直接开始所有线程，程序执行完毕线程都还不死，最后的print threading.enumerate()可以看出
        with self.num:#同时并行指定的线程数量，执行完毕一个则死掉一个线程
            #以下为需要重复的单次函数操作
            n=self.queue.get()#等待队列进入
            lock.acquire()#锁住线程，防止同时输出造成混乱
            print '开始一个线程：',self.name,'模拟的执行时间：',n
            print '队列剩余：',queue.qsize()
            print threading.enumerate()
            lock.release()
            sleep(n)#执行单次操作，这里sleep模拟执行过程
            self.queue.task_done()#发出此队列完成信号
threads=[]
queue=Queue.Queue()
lock=threading.Lock()
num=threading.Semaphore(3)#设置同时执行的线程数为3，其他等待执行
#启动所有线程
for i in range(10):#总共需要执行的次数
    t=Test(queue,lock,num)
    t.start()
    threads.append(t)
    #吧队列传入线程，是run结束等待开始执行，放下面单独一个for也行，这里少个循环吧
    n=random.randint(1,10)
    queue.put(n)#模拟执行函数的逐个不同输入
#吧队列传入线程，是run结束等待开始执行
#for t in threads:
#    n=random.randint(1,10)
#    queue.put(n)
#等待线程执行完毕
for t in threads:
    t.join()
queue.join()#等待队列执行完毕才继续执行，否则下面语句会在线程未接受就开始执行
print '所有执行完毕'
print threading.active_count()
print threading.enumerate()

输出：

其实我也还是有些纳闷的，我在python 2.7上用多线程开死循环简单看下cpu确实多核在交替进行啊