python学习之路网络编程篇（第三篇）

python线程

Threading用于提供线程相关的操作，线程是应用程序中工作的最小单元。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import threading
import time

def show(arg):
    time.sleep(1)
    print('thread'+str(arg))

for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=show, args=(i,))
    t.start()

　　

上述代码创建了10个“前台”线程，然后控制器就交给了CPU，CPU根据指定算法进行调度，分片执行指令。

更多方法：

start            线程准备就绪，等待CPU调度
setName          为线程设置名称
getName          获取线程名称
setDaemon        设置为后台线程或前台线程（默认）
                 如果是后台线程，主线程执行过程中，后台线程也在进行，主线程执行完毕后，后台线程不论成功与否，均停止
                 如果是前台线程，主线程执行过程中，前台线程也在进行，主线程执行完毕后，等待前台线程也执行完成后，程序停止
join             逐个执行每个线程，执行完毕后继续往下执行，该方法使得多线程变得无意义
run              线程被cpu调度后自动执行线程对象的run方法

自定义线程类

import threading
import time

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

    def run(self):#定义每个线程要运行的函数
        print("running on number:%s" %self.num)
        time.sleep(3)

if __name__ == '__main__':
    t1 = MyThread(1)
    t2 = MyThread(2)
    t1.start()
    t2.start()

线程锁（Lock、RLock）

由于线程之间是进行随机调度，并且每个线程可能只执行n条执行之后，当多个线程同时修改同一条数据时可能会出现脏数据，所以，出现了线程锁 - 同一时刻允许一个线程执行操作。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import threading
import time

gl_num = 0

def show(arg):
    global gl_num
    time.sleep(1)
    gl_num +=1
    print(gl_num)

for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=show, args=(i,))
    t.start()

print('main thread stop')

使用Lock给线程加锁

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8

import threading
import time

gl_num = 0
lock = threading.Lock() #实例化调用线程锁

def Func():
    lock.acquire() #获取线程锁
    global gl_num
    gl_num +=1
    time.sleep(1)
    print(gl_num)
    lock.release()

for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=Func)
    t.start()

使用RLock给线程加锁

#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8

import threading
import time

gl_num = 0
lock = threading.RLock() #实例化调用线程锁

def Func():
    lock.acquire() #获取线程锁
    global gl_num
    gl_num +=1
    time.sleep(1)
    print(gl_num)
    lock.release() #释放线程锁，这里注意，在使用线程锁的时候不能把锁，写在代码中，否则会造成阻塞，看起来“像”单线程

for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=Func)
    t.start()

信号量（Semaphore）

互斥锁 同时只允许一个线程更改数据，而Semaphore是同时允许一定数量的线程更改数据 ，比如厕所有3个坑，那最多只允许3个人上厕所，后面的人只能等里面有人出来了才能再进去。

import threading
import time

def run(n):
    semaphore.acquire()
    time.sleep(1)
    print('run the thread: %s' %n)
    semaphore.release()

if __name__ == '__main__':

    num =  0
    semaphore = threading.BoundedSemaphore(5)  #最多允许5个线程同时运行

for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=run,args=(i,))
    t.start()　　

事件（event）

python线程的事件用于主线程控制其他线程的执行，事件主要提供了三个方法 set、wait、clear。

事件处理的机制：全局定义了一个“Flag”，如果“Flag”值为 False，那么当程序执行 event.wait 方法时就会阻塞，如果“Flag”值为True，那么event.wait 方法时便不再阻塞。

• clear：将“Flag”设置为False
• set：将“Flag”设置为True

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

import threading

def do(event):
    print('start')
    event.wait()
    print('execute')

event_obj = threading.Event()
for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=do, args=(event_obj,))
    t.start()

event_obj.clear()
inp = input('input:')
if inp == 'true':
    event_obj.set()

条件（Condition）

使得线程等待，只有满足某条件时，才释放n个线程　

import threading

def run(n):
    con.acquire()
    con.wait()
    print("run the thread: %s" %n)
    con.release()

if __name__ == '__main__':

    con = threading.Condition()
    for i in range(10):
        t = threading.Thread(target=run, args=(i,))
        t.start()

    while True:
        inp = input('>>>')
        if inp == 'q':
            break
        con.acquire()
        con.notify(int(inp))
        con.release()

import threading
def condition_func():
    ret = False
    inp = input('>>>')
    if inp == '1':
        ret = True
    return ret

def run(n):
    con.acquire()
    con.wait_for(condition_func)
    print("run the thread: %s" %n)
    con.release()

if __name__ == '__main__':
    con = threading.Condition()
    for i in range(10):
        t = threading.Thread(target=run, args=(i,))
        t.start()

Timer

定时器，指定n秒后执行某操作

#1秒钟后打印“hello ,world”
from threading import Timer

def hello():
    print("hello, world")

t = Timer(1, hello)
t.start()  # after 1 seconds, "hello, world" will be printed

python进程　

#!/usr/bin/python
from multiprocessing import Process
import threading
import time

def foo(i):
    print('say hi',i)

for i in range(10):
    p = Process(target=foo,args=(i,))
    p.start()

注意：由于进程之间的数据需要各自持有一份，所以创建进程需要非常大的开销。

进程数据共享

进程各自持有一份数据，默认无法共享数据

进程数据共享的方式一：

#/usr/bin/env python
#coding:utf-8

from multiprocessing import Process
from multiprocessing import queues
import multiprocessing

def foo(i,arg):
    arg.put(i)
    print('say hi',i,arg.qsize())

if __name__ == '__main__':
    #li = []
    li = queues.Queue(20,ctx=multiprocessing)
    for i in range(10):
        p = Process(target=foo,args=(i,li,))
        #p.daemon = True
        p.start()
        #p.join()

进程共享数据方法二：

#/usr/bin/env python
#coding:utf-8
#Author:Li Yue Mei

from multiprocessing import Process
from multiprocessing import queues
import multiprocessing
from multiprocessing import Array

def foo(i,arg):
    # arg.put(i)
    # print('say hi',i,arg.qsize())
    arg[i] = i + 100
    for item in arg:
        print(item)
    print('==========')

if __name__ == '__main__':
    #li = []
    #li = queues.Queue(20,ctx=multiprocessing)
    li = Array('i',10)
    for i in range(10):
        p = Process(target=foo,args=(i,li,))
        #p.daemon = True
        p.start()
        #p.join()

进程共享数据三：

#/usr/bin/env python
#coding:utf-8

from multiprocessing import Process
from multiprocessing import queues
import multiprocessing
from multiprocessing import Manager

def foo(i,arg):
    # arg.put(i)
    # print('say hi',i,arg.qsize())
    # arg[i] = i + 100
    # for item in arg:
    #     print(item)
    # print('==========')
    arg[i]  = i + 100
    print(arg.values())

if __name__ == '__main__':
    #li = []
    #li = queues.Queue(20,ctx=multiprocessing)
    obj = Manager()
    li = obj.dict()
    #li = Array('i',10)
    for i in range(10):
        p = Process(target=foo,args=(i,li,))
        #p.daemon = True
        p.start()
        p.join()   #方式二
        #方式一
        import time
        time.sleep(0.1)

协程

线程和进程的操作是由程序触发系统接口，最后的执行者是系统；协程的操作则是程序员。

协程存在的意义：对于多线程应用，CPU通过切片的方式来切换线程间的执行，线程切换时需要耗时（保存状态，下次继续）。协程，则只使用一个线程，在一个线程中规定某个代码块执行顺序。

协程的适用场景：当程序中存在大量不需要CPU的操作时（IO），适用于协程；

#本质是使用http来发送请求，使用的是socket请求
#pip install gevent

from gevent import monkey;monkey.patch_all()
import gevent
import requests

def f(url):
    print('Get: %s' %url)
    resp = requests.get(url)

    data = resp.text
    print('%d bytes received from %s.' %(len(data),url))

gevent.joinall([
    gevent.spawn(f,'http://www.python.org/'),
    gevent.spawn(f,'http://www.yahoo.com/'),
    gevent.spawn(f,'http://www.github.com/'),
])