进程、线程、协程

先来欣赏一段有趣的漫画对话哦

　　　　————— 第二天 —————

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什么事进程和线程

有一定基础的小伙伴们肯定都知道进程和线程。

进程是什么呢？

直白地讲，进程就是应用程序的启动实例。比如我们运行一个游戏，打开一个软件，就是开启了一个进程。

进程拥有代码和打开的文件资源、数据资源、独立的内存空间。

线程又是什么呢？

线程从属于进程，是程序的实际执行者。一个进程至少包含一个主线程，也可以有更多的子线程。

线程拥有自己的栈空间。

有了进程为什么还需要线程

因为进程不能同一时间只能做一个事情

什么是线程

线程是操作系统调度的最小单位

线程是进程正真的执行者，是一些指令的集合（进程资源的拥有者）

同一个进程下的读多个线程共享内存空间，数据直接访问（数据共享）

为了保证数据安全，必须使用线程锁

GIL全局解释器锁

在python全局解释器下，保证同一时间只有一个线程运行

防止多个线程都修改数据

线程锁（互斥锁）

GIL锁只能保证同一时间只能有一个线程对某个资源操作，但当上一个线程还未执行完毕时可能就会释放GIL，其他线程就可以操作了

线程锁本质把线程中的数据加了一把互斥锁

mysql中共享锁 & 互斥锁

mysql共享锁：共享锁，所有线程都能读，而不能写

mysql排它锁：排它，任何线程读取这个这个数据的权利都没有

加上线程锁之后所有其他线程，读都不能读这个数据

有了GIL全局解释器锁为什么还需要线程锁

因为cpu是分时使用的

死锁定义

两个以上的进程或线程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去

进程和线程的痛点

线程之间是如何进行协作的呢？

最经典的例子就是生产者/消费者模式：

若干个生产者线程向队列中写入数据，若干个消费者线程从队列中消费数据。

应用程序像工厂，进程像车间，线程像工人

一个进程中的线程可以在不同cpu上执行，一个线程不能同时在两个cpu上执行

python中有一个全局解释器锁（GIL global interpreter lock），他就像一把锁所在进程上，保证同一时刻，一个进程中无论有多少线程，只能保证有一个线程出来

随着cpu核数的增加，python中可以创建多个进程，一个进程中有一个全局解释器，这样一个cpu跑一个进程，一个进程同一时刻只能出一个线程，达到并行的目的

线程和进程的区别：

线程是可以共享内存的，而进程不可以共享内存，一个进程就像一个应用程序，例如qq和淘宝，这属于两个进程，在QQ中发信息肯定不会发到淘宝中，但是在qq中存在很多的线程，他们可以共享内存，他们都属于一个进程，

假如eclipse在运行时占中400M的内存空间，那么这个进程下的线程的共享空间为这个主进程所占用的内存空间，就是eclipse的线程的内存共享就为400M

线程没有办法单独执行，线程必须在进程中

多进程之间的通信：

多进程之间无法直接通信，它必须借助一个第三方的桥梁

1 队列

from multiprocessing import Process, Queue 
def f(q,n): 
    q.put([ n, 'hello']) 
if __name__ == '__main__':
    q = Queue()
 for i in range(5): 
        p = Process(target=f, args=(q,i)) 
        p.start() 
        print q.get()

线程的安全问题，假如现在有十个线程，同时修改一个变量，让这个变量+1，那么会出现一个问题，假如A线程正在修改变量，现在变量为m=2，A线程操作m，目的是让A+1，然而A修改到一半的时候，线程B又进来了，线程B此时取的m的值也是2，A修改完了m=3，B修改完了m还是等于3 ，非常不安全

解决办法，就是加一把锁，形象的例子：

假如现在有10个人要上厕所，钥匙在我手里，这个时候A进来，他把门关上了，别人就进不去，只有等A完事后其他人才能进来，这个门就是控制线程的那把锁

代码实现就通过一个lock来实现,lock 只允许一个线程访问

lock=threading.Lock()

lock.acquire()

lock.release()

代码如下

val=0    #全局变量

def run(self,):
    #lock.acquire()
    time.sleep(1)
    global val 
    lock.acquire()
    val+=1
    print '%s' %val
    lock.release()        //这个地方执行完了必须relese，让后面的线程继续执行，否则后面无法执行
lock=threading.Lock()
for i in range(100):
    t=threading.Thread(target=run,args=(i,))
    t.start()

假如一个厕所门里有两个坑，允许两个人同时上厕所，即允许两个线程同时修改变量，那么用samp

samp = threading.BoundedSemaphore(3)

samp.acquire()

samp.release()

当参数为1时，实际上就等于lock

val=0    #全局变量

def run(self,):
    #lock.acquire()
    time.sleep(1)
    global val 
    samp.acquire()
    val+=1
    print '%s' %val
    samp.release()
lock=threading.Lock()
samp = threading.BoundedSemaphore(3)
for i in range(100):
    t=threading.Thread(target=run,args=(i,))
    t.start()

全局变量和局部变量

全局变量是在方法之外定义的变量，方法内部不能修改全局变量

例如 val=0 #全局变量

def run(self,n)

val+=1

程序会报错，方法内不能直接就该全局变量

在假如 val=0 #全局变量

def run(self,n)

val=1

print val

输出结果会是1，这是为什么呢，应为此时函数内部的val与全局变量val并不是一个，函数内部的 val是局部变量，函数外部的val为全局变量

假如执行c=run(‘haha’)

print val

会输出 0

假如要在函数内重新定义局部变量

必须在函数中重新声明全局变量

val=0   #全局变量

    def run(self,n)

       global val

        val=1

       print val

join（）执行到join时，例如执行到join（3）然后就在这个地方等待三秒，

from threading import Thread
import time
class MyThread(Thread):
    def run(self):
        time .sleep(5)
        print '我是线程'
def bar():
    print 'bar'
t1=MyThread(target=bar )
t1.start()
t1.join(3)
print ‘over'

采用面向类的生产者消费者模型

#_*_ coding:utf-8 _*_

from threading import Thread 
from Queue import Queue
import time
class Producer(Thread):
    def __init__(self,name,queue):
        self.__name=name
        self.__queue=queue
        super(Producer,self).__init__()                 #重写了父类的方法
    def run(self):
        while True:
            if self.__queue.full():
                time.sleep(1)
            else :
                self.__queue.put('baozi')
                time.sleep(1)
                print '%s生产了一个包子'%(self.__name)

class consumer(Thread):
    def __init__(self,name,queue):
        self.__name=name
        self.__queue=queue
        super(consumer,self).__init__()
    def run(self):
        while True:
            if self.__queue.empty():
                time.sleep(1)
            else :
                self.__queue.get()
                time.sleep(1)
                print '%s 消费一个包子'%(self.__name,)

que =Queue(maxsize=100)
baozi_make1=Producer('mahzongyi',que)
baozi_make1.start()
baozi_make2=Producer('mahzongyi1',que)
baozi_make2.start()
baozi_make3=Producer('mahzongyi2',que)
baozi_make3.start()
for item in range(20):
    name = 'lazup%d'%(item)
    temp=consumer(name,que)
    temp.start()