Python进阶----线程基础,开启线程的方式(类和函数),线程VS进程,线程的方法,守护线程,详解互斥锁,递归锁,信号量

一丶线程的理论知识

什么是线程:

1.线程是一堆指令,是操作系统调度的最小单位

2.线程具有执行能力

3.线程依赖于进程

4.具有主从关系(人为定义,每一个进程都至少有一个主线程

二丶开启线程的两种方式(Thread)

类的方式开启线程

### 利用到Thread

from  threading import Thread

class MyThread(Thread):

    def run(self) -> None:		# 必须重写run函数

        print(f'{self.name} 被开启了~~')

if __name__ == '__main__':

    t=MyThread()				# 实例化一个自定义线程类对象

    t.start()					# 启动子线程

    print('in 主线程')

函数的方式开启线程

### 函数开启线程

from  threading import Thread

def task(name):

    print(f'在子线程中: {name}')

if __name__ == '__main__':

    t=Thread(target=task,args=('abc',))		   # 实例化线程对象

    t.start()								# 启动子线程

    print('主~~~~')

三丶线程和进程之间的对比

进程VS线程:

1.线程的启动速度快于进程的启动速度

2.线程之间数据可以共享,进程之间不能数据共享(必须依靠队列才能实现)

3.线程开销小,进程开销大

4.在运行速度上,进程和线程是没有可比性.(两个不同的概念,线程具有执行能力,进程不具有执行能力)

5.多进程/多线程: 同一时刻开启多个进程/线程, 并发(并行)执行

四丶线程的其他方法

两种:

1.线程对象方法

2.threading对象方法

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

# Author:Ds

from threading import Thread

import threading

import time

### 定义开启子线的方法

def task():

    time.sleep(1)       # 睡1秒, 保证所有的子线程都能存活1秒 以上

    print(f'123')

    print(threading.current_thread().name)  #子线程对象名字

if __name__ == '__main__':

    for i in range(6):

        t=Thread(target=task,name='firstIn')	#target指定子线程任务,name子线程名

        t.start()

    ### 1. 线程对象方法

    print(t.isAlive())  # 判断线程是否还存活

    t.setName('32141')	# 设置name属性

    print(t.getName()) # 获得线程名

    ### 2 threading模块方法

    print(threading.current_thread())  #线程对象

    print(threading.enumerate())        # 列表 [<_MainThread(MainThread, started 10748)>, <Thread(firstIn, started 3696)>,]

    print(threading.active_count())     # 获取活跃的线程数量  (包括主线程 )  7个

    print('主线程')

五丶守护进程

什么是守护线程:

1.守护线程必须等待所有的非守护线程以及主线程结束之后才结束

2.本质还是子线程,在开启前被设置成守护线程.

### 守护线程

from threading import Thread

import time

def task(name):

    print(f'{name} is running')

    time.sleep(1)               # 当主线程结束了,当前守护线程也就结束了

    print(f'{name} is over')

if __name__ == '__main__':

    t = Thread(target=task,args=('abc',))

    t.daemon = True     # 将一个子线程设置为守护线程

    t.start()

    print('主线程')

容易产生歧义:

1.首先要明确, 在同一时刻, CPU只允许一个任务的存在, 遇到IO阻塞进行任务切换

2.守护进程VS守护线程

守护线程:必须等待所有的非守护线程执行完毕以及主线程执行完毕,才能结束

守护进程:守护进程不会等待所有的非守护进程完毕才结束.只要主进程GG,守护进程GG

3. 守护线程要是伴随着主线程结束而结束. 试想: 一个主进程的结束标志是什么? 一个py程序的结束或者一个主线程的结束 . 进程是对资源的管理,通俗来说就是开了个内存空间. 明白了否? 转会到线程. 主线程结束是要等待所有的非守护线程运行完毕结束才结束, 守护线程则是伴随主线程结束而结束. 在代码上来说. 主线程只回非守护线程的子线程资源. 而守护线程是无主状态,主进程结束代表主进程结束. 主进程结束代表这一块空间消失. 守护线程也就不会存活.

### 守护线程:   

from threading import Thread

import time

def foo():

    print(123)

    time.sleep(1)       # sleep  表示要切换, 执行bar子线程

    print("end123")

def bar():

    print(456)          # 执行	守护线程必须等待非守护线程执行完毕才能结束

    time.sleep(3)

    print("end456")

if __name__ == '__main__':

    t1=Thread(target=foo)

    t2=Thread(target=bar)

    t1.daemon = True

    t1.start()

    t2.start()

    print("main-------")

守护线程/进程总结:

无论是进程还是线程，都遵循：守护xxx会等待主xxx运行完毕后被销毁

需要强调的是：运行完毕并非终止运行

# 主进程在其代码结束后就已经算运行完毕了（守护进程在此时就被回收）,然后主进程会一直等非守护的子进程都运行完毕后回收子进程的资源(否则会产生僵尸进程)，才会结束，

# 主线程在其他非守护线程运行完毕后才算运行完毕（守护线程在此时就被回收）。因为主线程的结束意味着进程的结束，进程整体的资源都将被回收，而进程必须保证非守护线程都运行完毕后才能结束。

六丶互斥锁

含义:

1.互斥锁,同步锁,锁.都是同一种锁LOCK

2.在并发时,保证数据的安全('串行')

###互斥锁 实现 '并发' 

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

# Author:Ds

from threading import Thread

from threading import Lock      # 这是线程的 互斥锁

import  time

x=100

def task(lock):

    lock.acquire()      #  加锁 实现 '并发'  ,保证数据的安全性

    global x

    temp = x

    time.sleep(0.1)

    temp -= 1

    x = temp

    print(x)

    lock.release()

if __name__ == '__main__':

    lock=Lock()			# 实例化锁对象

####  如果想要实现并发.  1.把所有的实例对象都添加列表中,2 join循环列表, 每一个线程都必须等待上一个线程执行完,必须等待上一个线程执行完

    t_li=[]  # 存放线程对象, 实现并发

    for i in range(100):        # 创建100个子线程

        t=Thread(target=task,args=(lock,))

        t_li.append(t)

        t.start()

    for el in t_li:

        el.join()               # 循环列表, 每一个线程都必须等待上一个线程执行完,必须等待上一个线程执行完

    print(f'最后x:{x}')

七丶死锁现象,递归锁

死锁含义(Lock):

一个资源被多次调用,多次调用资源未能释放,会造成一种互相等待的现象.在没有外力作用下,只能停留在这,此时的系统处于锁死状态.

死锁现象(2种):

1.当一个进程或者一个线程一直占调用或者占用同一把锁Lock时,而不释放资源会导致其他进程/线程无法获得锁,就会出现锁死现象.一直出去阻塞acquire()状态

代码见