进程互斥锁

进程间数据不共享,但是共享同一套文件系统,

互斥锁:让并发变成串行,牺牲了执行效率,保证了数据安全

  • 应用:在程序并发执行时,需要修改数据时使用
# data(json文件)
{"target":1}

# 模拟抢票功能.py
import json
import time
from multprocessing import Process
from multprocessing import Lock
# 查看余票
def search(user):
    # 打开json文件查看余票
    with open('data','r',encoding = 'utf-8')as f:
        dic = json.load(f)

    print(f'{user}查看余票:{dic.get("ticket")}')

def buy(user):
    # 先打开车票数据
    with open('data','r',encoding = 'utf-8')as f:
        dic = json.load(f)        

    # 模拟网络延迟
    time.sleep(1)

    # 若有票,修改data数据
    if dic.get("ticket") > 0:
        dic['ticket'] -= 1
        with open('data','w',encoding = 'utf-8')as f:
            json.dump(dic,f)

    print(f'{user}抢票成功')

def run(user,mutex):

    # 并发:异步执行
    search(user)

    # 加锁
    mutex.acquire()
    # 串行:同步执行
    buy(user)
    # 释放锁
    mutex.release()

if __name__ == '__main__':
    mutex = Lock()

    for i in range(10):
        p = Process(target = run,args = (f'用户{i}',))
        p.start()

              

队列和堆栈

  • 队列

    相当于内存中的一个队列空间,可以存放多个数据,遵循“先进先出” (管道+锁)

  • 堆栈

    遵循“先进后出”

from multprocessing import Queue

# 调用队列类实例化队列对象
q = Queue(3) # 参数代表队列中存放的参数数量,默认无限大

# q.put:添加数据,超过数量限制就会卡在哪里
q.put(1)
q.put(2)
q.put(3)
# q.put_nowait:添加数据,超过数量限制报错
q.put_nowait(4)

# q.get:获取的数据遵循“先进先出”,没有即卡住
print(q.get())
print(q.get())
print(q.get())
print(q.get())
# get_nowait:获取数据,队列中没有,则会报错
print(q.get_nowait())

# q.full:判断队列是否满了
print(q.full())

# q.empty:判断队列是否为空
print(q.empty:()) # False

进程间通信(IPC)

进程间数据是相互隔离的,若想实现进程间通信,可以利用队列

from multiprocessing import Process
from multiprocessing import Queue

def test1(q):
    data = '数据hello'
    q.put(data)
    print('进程1开始添加数据到队列中..')

def test2(q):
    data = q.get()

    print(f'进程2从队列中获取数据{data}')

if __name__ == '__main__':
    q = Queue()

    p1 = Process(target=test1, args=(q, ))
    p2 = Process(target=test2, args=(q, ))

    p1.start()
    p2.start()

    print('主')

生产者和消费者模型

通过队列的存储调用作为缓冲来解决

from multiprocessing import Queue, Process
import time

# 生产者
def producer(name, food, q):  # 生产名, 食物, 队列
    for i in range(9):
        data = food, i
        msg = f'用户{name}开始制作{data}'
        print(msg)
        q.put(data)
        time.sleep(0.1)

# 消费者
def consumer(name, q):
    while True:
        data = q.get()
        if not data:
            break
        print(f'用户{name}开始吃{data}')

if __name__ == '__main__':

    q = Queue()

    # 创造生产者
    p1 = Process(target=producer, args=('tank', '油条', q))
    p2 = Process(target=producer, args=('华农兄弟', '竹鼠', q))

    # 生产消费者
    c1 = Process(target=consumer, args=('egon', q))
    c2 = Process(target=consumer, args=('jason', q))

    p1.start()
    p2.start()

    c1.daemon = True
    c2.daemon = True

    c1.start()
    c2.start()

    p2.join()
    print('主')

线程

什么是线程

线程和进程都是虚拟单位,为了更好的描述某种事物

进程:资源单位

线程:执行单位

为什么使用线程

节省内存资源

  • 开启进程

    1. 开辟一个名称空间,每开辟一个进程都会占用一份内存资源
    2. 每个进程会自带一个线程
  • 开启线程
    1. 一个进程可以开启多个线程
    2. 线程的开销远小于进程

注意:线程不能实现并行,线程只能实现并发,进程可以实现并行

怎么开启线程

from threading import Thread
import time

# 开启线程方式1
def task():
    print('thread start')
    time.sleep(1)
    print('thread end')

t = Thread(target = task)
t.start()

# 开启线程方式2
class MyThread(Thread):
    def run(self):
        print('thread start')
        time.sleep(1)
        print('thread end')

t = MyThread()
t.start()

线程对象的属性

  • Thread实例对象的方法

    1. isAlive():返回线程是否存在
    2. getName():返回线程名
    3. setName:设置线程名
  • threading模块提供的方法
    1. currentThread().name:返回线程名
    2. activeCount():返回正在运行的线程数量

线程互斥锁

线程之间数据共享

# 如果不加互斥锁,因为线程并发运行,会导致每个线程同一时间获得的都是100,
from threading import Thread, Lock
import time

mutex = Lock()

n = 100

def task(i):
    print(f'线程{i}启动...')
    global n
    # mutex.acquire()
    temp = n
    time.sleep(0.1)  # 一共等待10秒
    n = temp-1
    print(n)
    # mutex.release()

if __name__ == '__main__':
    t_l=[]
    for i in range(100):
        t = Thread(target=task, args=(i, ))
        t_l.append(t)
        t.start()

    for t in t_l:
        t.join()

    # 100个线程都是在100-1
    print(n)

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