Python：线程与并发、Threading、线程安全、daemon线程

目录

 并发：基本概念

并发和并行区别

并发的解决

进程和线程

线程的状态

Python的线程开发

线程的启动

线程退出

线程的传参

threading的属性和方法

Thread实例的属性和方法

线程中start方法和run方法

多线程

线程安全

daemon线程和non-daemon线程

join方法

daemon线程应用场景

threading.loacl类

 定时器Timer/延迟执行

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 并发：基本概念

并发和并行区别

• 并行（parallel）：同时做某些事，可以互不干扰的同一个时刻做几件事
• 并发（concurrency）：也是同时做某些事，但是强调，一个时间段内有事情处理

举例：乡村公路一条车道，半幅路面出现了坑，交警指挥交通。众多车辆在这一时段通过路面的事件，这就是并发。交警指挥，车辆排队通过另外半幅路面，一个方向放行3分钟，停止该方向通行，换另一个方向放行

高速公路的车道，双向4车道，所有车辆（数据）可以互不干扰的在自己的车道上奔跑（传输）。在同一个时刻，每条车道上可能同时有车辆在跑，时同时发生的概念，这就是并行

 

并发的解决

"食堂打饭模型"

• 中午12点，开饭啦，大家都涌向食堂，这就是并发。这就是高并发

 

1、队列、缓冲区

假设队列只有一个窗口，陆续涌入食堂的人，排队打菜时比较好的方式。所以，排队（队列）是一种天然解决并发的办法。

排队就是把人排成队列，先进先出，解决了资源使用的问题。排队的队列，其实就是一个缓冲地带，就是缓冲区。

假设女生优先，那么这个窗口就得是两队，只要是女生来就可以先打饭，男生队列等着，女生队伍就是一个优先队列

例如：queue模块的类queue、LifoQueue(后入先出队列)、PriorityQueue(优先队列)

 

2、预处理

如果排长队的原因，是由于每个人等候时间长，因为要吃的菜没有，需要先做，没打着饭不走开，锁定着窗口。

食堂可以提前统计大多数人最爱吃的菜品，将最爱吃的80%的热们菜，提前做好，保证供应，20%的冷门菜，现做，这样大多数人，就算锁定窗口，也很快就是释放窗口了，一种提前加载用户需要的数据的思路，预处理思想，缓存常用 

 

3、争抢

只开一个窗口，有可能没有秩序，也就是谁挤进去就给谁打饭
挤到窗口的人占据窗口，直到打到饭菜离开
其他人继续争抢，会有一个人占据窗口，可以视为锁定窗口，窗口就不能未其他人提供服务了，这是一种锁机制

 

4、并行

成百上千人同时来吃饭，一个队伍搞不定的，多开窗口形成多个队列，如同开多个车道一样，并行打菜

开窗口就得扩大食堂，得多雇人在每一个窗口提供服务，造成成本上升

日常可以通过购买更多服务器，或多开线程、线程实现并行处理，来解决并发问题

注意这些是水平扩展思想

注：
如果线程在单CPU上处理，就不是并行
但是多数服务器都是多CPU的，服务的部署往往是多机的，分布式的，这都是并行处理

 

5、提速

提高单个窗口的打饭速度，也是解决并发的方式

打饭人员提高工作技能，或为单个窗口配备更多的服务人员，都是提速的办法

提高单个CPU的性能，或单个服务器安装更多的CPU

这是一种重置思想

 

6、消息中间件

上地、沙河地铁站外的九曲回肠的走廊，缓冲人流，进去之后再更多安检进站。

常见的消息中间件有RabbitMQ、ActiveMQ(Apache)、RocketMQ(阿里Apacahe)、Kafka(Apache)等

当然还有其他手段解决并发问题，但是已经列举除了最常见的解决方案，一般来说不同的并发场景不同的策略，而策略可能是多种方式的优化组合

例如多开食堂（多地）、也可以把食堂建设到宿舍生活区（就近）  

进程和线程

在实现线程的操作系统中，线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位，一个程序的执行实例就是进程

进程（Process）是计算机的程序关于某数据集合上的一次运动活动，是系统进行资源分配和调度基本单位，是操作系统结构的基础

进程与线程的关系

• 进程是源代码编译后的文件，而这些文件存放在磁盘上，当程序被操作系统加载到内存够中，就是进程，进程存放指令+数据（资源），它也是线程的容器

Linux进程有父进程、子进程，Windows的进程是平等关系

线程，有时被称为轻量级进程（Lightweight Process LWP），是程序执行流的最小单位。

• 一个标准的线程由线程ID，当前指令指针（PC），寄存器集合和堆栈组成
• 在许多系统中，创建一个线程比创建一个进程快10-100倍

进程、线程的理解

• 现代操作系统提出进程的概念，每一个进程都认为自己独立所有的计算机硬件资源
• 进程是一个独立王国，进程间不可以随便的共享数据
• 线程就是省份，同一个进程内的线程可以共享进程的资源，每一个线程拥有自己独立的堆栈

线程的状态

 

状态	含义
就绪（Ready）	线程能够运行，但在等待被调度，可能线程刚创建启动，或刚刚从阻塞中恢复，或者被其他线程抢占
运行（Running）	线程正在运行
阻塞（Blocked）	线程等待外部时间发生而无法运行，如I/O操作
终止（Terminated）	线程完成，或退出，或被取消

Python的线程开发

Python中的进程和线程：进程会启动一个解释器进程，线程共享一个解释器进程

python中的线程开发：python的线程开发使用标准库Threadin

    def __init__(self, group=None, target=None, name=None,
                 args=(), kwargs=None, *, daemon=None):

 

参数名	含义
target	线程调用的对象，就是目标函数
name	为线程起个名字
args	为目标函数传递实参，元组
kwargs	为目标函数关键字传参，字典

线程的启动

import threading

#最简单的线程
def work():
    print("I am Working")
    print("Fineshed")

t = threading.Thread(target=work,name="work")
t.start()       

结果：
I am Working
Fineshed

• 通过threading.Thread 创建一个线程对象，target是目标函数，name可以指定名称
• 但是线程没有启动，需要调用star方法
• 线程之所以函数，是因为线程中就是执行代码的，而最简单的封装就是函数，所以还是函数
• 函数执行完，线程也就退出了

那么，如果不让线程退出，或者让线程一直工作怎么办？

import threading
import time

#最简单的线程
def work():
    while True:
        time.sleep(1)
        print("I am Working")
    print("Finished")
t = threading.Thread(target=work,name="work")
t.start()

结果：
I am Working

线程退出

• Python中没有提供线程退出的方法，线程在下面情况时退出

• 1、线程函数内语句执行完毕

• 2、线程函数中执行出未处理的异常

import threading
import time

def worker():
    count = 0
    while True:
        if (count) > 5:
            #raise RuntimeError(count)
            #return
            break
        time.sleep(1)
        print("I am working")
        count +=1
t = threading.Thread(target=worker,name="worker")
t.start()

print("=====End======")

结果：
=====End======
I am working
I am working
I am working
I am working
I am working
I am working

Python的线程没有优先级、没有线程组的概念、也不能被销毁、停止、挂起，那也就是没有恢复、中断了

 

线程的传参

• 线程传参和函数传参没有什么区别，本质上就是函数传参

import threading
import time

def add(x,y):
    print("{} + {} = {}  id = {} ".format(x,y,x+y,threading.current_thread().ident))

t1 = threading.Thread(target=add,name="add1",args=(4,5))
t1.start()
time.sleep(1)

t2 =threading.Thread(target=add,name="add2",kwargs={"x":5,"y":6})
t2.start()
time.sleep(1)

t3 = thre