python中线程和协程

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于 2022-10-09 16:19:53 首次发布

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本文介绍Python中的线程和协程实现方式及应用。通过示例代码展示了threading模块如何创建和管理线程，以及gevent库如何实现协程并发处理。协程能够有效避免全局解释器锁（GIL）带来的限制。

python中线程和协程

1 线程

Python实现线程，使用threading模块实现。start方法是启动线程；join方法是等待当前线程。

import threading
import time
import random

# 线程A
def thread_a():
    for i in range(3):
        print("线程A--%d" % i)
        # 随机睡眠1-4秒
        time.sleep(random.randint(1, 4))


# 线程B
def thread_b():
    for i in range(3):
        print("线程B--%d" % i)
        time.sleep(random.randint(1, 4))


if __name__ == '__main__':
    # 参数target是线程执行的函数名
    my_thread_a = threading.Thread(target=thread_a)
    my_thread_b = threading.Thread(target=thread_b)

    # 启动线程A
    my_thread_a.start()
    # 等待my_thread_a执行完成后，再继续执行
    # my_thread_a.join()

    # 启动线程B
    my_thread_b.start()

    print("主线程")

2 协程

由于python受到全局解释器锁（Global Interpreter Lock, GIL）的限制，任何时候只能有一个thread处于运行状态。因此，python的单线程和多线程的运行效果相差不大。因此，推荐使用协程解决并发问题。

协程（Coroutine）是单线程下的并发，又称微线程，纤程。它是一种用户态的轻量级线程，即是由用户程序自己控制调度的。

实现协程有yield（yield是python自带的手动切换协程的模块）、 greenlet（greenlet是基于C实现的半自动切换协程的模块）、gevent（gevent是基于greenlet实现的自动切换协程的模块）三种方法实现协程。此处主要使用gevent实现协程。
实现协程之间的锁，可以使用 BoundedSemaphore，可以使用 acquire、 release方法实现锁。

# 安装gevent
# pip install gevent

import gevent
from gevent import monkey

import time
import random

# 必须添加“猴子补丁”，否则不能自动切换协程
monkey.patch_all()


def gevent_a(n):
    for i in range(n):
        print("协程A--%d" % i)
        time.sleep(random.randint(1, 4))


def gevent_b(n):
    for i in range(n):
        print("协程B--%d" % i)
        # time.sleep(random.randint(1, 4))


if __name__ == '__main__':
    # 创建协程对象
    my_gevent_a = gevent.spawn(gevent_a, 4)
    my_gevent_a.run()
    my_gevent_b = gevent.spawn(gevent_b, 4)
    my_gevent_b.run()
    

    # 阻塞主线程，等待协程。此处需要阻塞主线程，等待协程
    my_gevent_a.join()
    my_gevent_b.join()

    print("主线程")