十一、多线程

一、多线程基础

进程拥有资源（内存等），线程不拥有资源，共享进程的资源

同属于一个进程中的线程可以共享CPU分配的全部资源

多个线程的切换速度比多个进程快，消耗的资源也少。

多个线程可以并行地在多核CPU中执行。

进程是系统资源分配的基本单元

线程是CPU 调度和分配的基本单位

线程不拥有系统资源,但可以访问隶属于进程的资源

一个进程默认有一个线程

线程是由操作系统调用的

协程是由用户调用的

"""
线程类：threading.Thread
线程任务：target
线程任务的参数：args
线程名：name
该举例1个进程，2个线程
"""

import threading
import time


def music(user):
    for i in range(5):
        time.sleep(1)
        print(f'{user}正在听音乐{i}')
        print(f'{threading.current_thread().name}正在运行')


def lol(user):
    for i in range(5):
        time.sleep(1)
        print(f'{user}正在玩LOL{i}')
        print(f'{threading.current_thread().name}正在运行')


def main():
    # 创建2个线程
    t1 = threading.Thread(target=music, args=('小样儿',), name='线程1')
    t2 = threading.Thread(target=lol, kwargs={'user': '小样儿'}, name='线程2')
    # 启动线程
    t1.start()
    t2.start()
    t1.join()  # 阻塞
    t2.join()
    print("程序结束！")


if __name__ == '__main__':
    main()

二、多线程共享全局变量

import threading

n = 100

def work1():
    global n
    for i in range(1000):
        n += 1

def work2():
    global n
    for i in range(1000):
        n += 1

if __name__ == '__main__':
    t1 = threading.Thread(target=work1)
    t2 = threading.Thread(target=work2)
    t1.start()
    t2.start()
    t1.join()
    t2.join()
    print(f'n:{n}')  # 2100

三、线程锁

根据以上例子，当线程并发次数多时，如range(100000)等，就会出错

因此需要线程锁，确保每次

import threading

n = 200000
lock = threading.Lock()

def work():
    global n
    for i in range(100000):
        lock.acquire()  # 关门上锁
        # with lock:  # 防止同时修改n
        n -= 1
        lock.release()  # 解锁

if __name__ == '__main__':
    t1 = threading.Thread(target=work)
    t2 = threading.Thread(target=work)
    t1.start()
    t2.start()
    t1.join()
    t2.join()
    print(f'n:{n}')

四、自定义线程类

import threading
import time

class MyThread(threading.Thread):
    def __init__(self, user):
        super(MyThread, self).__init__()
        self.user = user

    def run(self):
        """线程启动的时候会调用此方法"""
        for i in range(5):
            time.sleep(1)
            print(f'{self.user}正在听音乐...')

if __name__ == '__main__':
    t = MyThread(user='小样儿')
    t.start()

五、线程池

import time
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor

def work(result):
    time.sleep(1)
    print("Hello!")
    return result

def main():
    thread_executor = ThreadPoolExecutor(max_workers=5)
    future = thread_executor.submit(work, "完成")
    print(future.done())
    time.sleep(2)
    print(future.done())
    print(future.result())

if __name__ == '__main__':
    main()

'''
False
Hello!
True
完成
'''

参考资料转自：https://www.cnblogs.com/hoojjack/p/10846010.html

六、第三方线程池(threadpool)

安装：pip install threadpool

import time

import threadpool

def hi(s):
    print(f"hi,{s}
")
    time.sleep(2)

def main():
    start_time = time.time()
    thread_pool = threadpool.ThreadPool(2)
    reqs = threadpool.makeRequests(hi, ['a', 'b', 'c'])
    for req in reqs:
        thread_pool.putRequest(req)
    thread_pool.wait()  # 等待线程池中的所有线程执行完毕
    end_time = time.time()
    print(f'总共花费时间为：{end_time - start_time}')


if __name__ == '__main__':
    main()

'''
hi,a
hi,b
hi,c
总共花费时间为：4.006930828094482
'''

七、GIL锁

GIL: 中文全局“解释器”锁。锁的是谁利用CPU，锁不住代码

线程占用CPU: 无论是多核CPU，还是多CPU，同一间时间，只有一个线程在使用CPU

CPU密集型场景，不要用多线程，用了反而慢，原因是Python不能利用多核（GIL决定的）

IO密集型场景，使用多线程可以节省时间。因为IO不占用CPU,GIL锁影响不大。