python并发编程:多进程、多线程、异步I/O

本文深入解析了计算机程序从磁盘加载至内存成为进程的生命周期,对比了进程与线程的区别,包括独立的地址空间、内存和数据栈。探讨了通过派生新进程执行任务及进程间通信机制。介绍了线程作为同一进程内的执行单元,共享相同上下文的特点。最后,阐述了基于事件驱动的高效多任务编程模型——协程,及其在异步I/O和执行效率上的优势。

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计算机程序只是存储在磁盘上的可执行二进制(或其他类型)文件。只有把它们加载到内存中并操作系统调用,才有用生命期。

  1. 进程是一个执行中的程序。每个进程都拥有自己的地址空间、内存、数据栈以及其他用于跟踪执行的辅助数据。进程可以通过派生(fork或spawn)新的进程来执行其他任务,不过因为每个新进程都拥有自己的内存和数据栈等,所以只能采用进程间通信(IPC)的方式共享信息。

    multiprocessing模块

  2. 线程与进程类似,但它们在统一进程下执行,并共享相同的上下文。线程包括开始、执行顺序和结束三部分。当其他线性运行时,它可以被抢占(中断)和临时挂起(睡眠)——这种做法叫做让步(yielding)。

    threading模块

  3. 单线程+异步I/O的编程模型称为协程,有了协程的支持,就可以基于事件驱动编写高效的多任务程序。协程最大的优势就是极高的执行效率。协程的第二个优势就是不需要多线程的锁机制,因为只有一个线程,也不存在同时写变量冲突,在协程中控制共享资源不用加锁,只需要判断状态。

    asyncio模块

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