python高级之多任务1（线程）

3.1多任务

并行: 任务数小于或者等于cpu的核数就是并行，多个任务真正意义一起执行，提示:只有多核cpu才有并行的操作

并发: 任务数大于cpu的核数，多个任务看起来是一起执行，其实是假象，真正意义上多个任务交替轮流执行

3.2线程

3.2.1创建线程

import threading

sub_thread = threading.Thread(group=None, target=show_info, name="mythread", args=("杨钰莹", 18))

sub_thread.start()

参数介绍：

（1）group：线程组，注意点：目前group只能使用None，不能修改成其它值。默认group=None

（2）target:执行的目标函数

（3）name: 线程的名字，默认格式Thread-1

（4）args: 以元组方式给目标函数传参

（5）kwargs: 以字典的方式传参

 

例子：

sub_thread = threading.Thread(target=show_info, kwargs={"name": "陈晓", "age": 28})

sub_thread.start()

 

sub_thread = threading.Thread(target=show_info, args=("陈晓",), kwargs={"age": 28})

sub_thread.start()

3.2.2查看线程

#获取程序中活动线程的列表

# 提示:只有线程启动，才会放到活动线程的列表里面

thread_list = threading.enumerate()

print("11--", thread_list)

 

#扩展--获取当前活动线程的个数

active_count = threading.active_count()

print("333--", thread_list, len(thread_list), active_count)

 

# 扩展-获取当前代码执行的线程

current_thread = threading.current_thread()

print("sing:", current_thread)

3.2.3线程注意点

（1）线程之间的执行顺序是无序的，是由cpu调度决定的，线程是执行代码的

（2）主线程会等待所有的子线程执行完成以后程序再退出

#不让主线程等待方法实现：

#daemon:表示创建的子线程守护主线程，主线程退出后子线程直接销毁

work_thread = threading.Thread(target=work, daemon=True)

work_thread.start()

 

work_thread = threading.Thread(target=work)

# 设置成为守护主线程,主线程退出后子线程直接销毁

work_thread.setDaemon(True)

work_thread.start()

3.2.4自定义线程

import threading


# 自定义线程类
class MyThread(threading.Thread):
    # 提供构造方法
    def __init__(self, info1, info2):
        # 注意点：提供构造方法不会调用父类的构造方法，需要手动自己调用
        # 建议：以后如果自己提供了构造方法，自己需要手动调用父类的构造方法
        super(MyThread, self).__init__()
        self.info1 = info1
        self.info2 = info2

    # 封装一系列线程相关的任务
    def show_info1(self):
        print(self.info1)

    def show_info2(self):
        print(self.info2)

    # 提示:自定义线程执行任务统一在run方法里面执行
    # 注意点：重写父类的run方法
    def run(self):
        print("start")
        self.show_info1()
        self.show_info2()


# 创建自定义线程对象
# 提示： 自定义线程创建对象的时候不要指定target，因为执行任务都是在run方法里面执行的
my_thread = MyThread("show_info1", "show_info2")
# 注意点：线程启动统一使用start方法，因为start内部调用了run方法
my_thread.start()

3.2.5多线程共享全局变量

import threading
import time

# 全局变量
my_list = list()  #=> [] 元组， 列表， 字典， 集合，range，字符串都是类


# 向全局变量里面添加数据的任务
def add_data():
    # 在此不需要加上global是因为全局变量的内存地址没有发生改变，所以不需要加上global
    for i in range(5):
        my_list.append(i)
        print(id(my_list), i)
        time.sleep(0.1)
    print("add:", my_list)


# 向全局变量里面读取数据
def read_data():
    print("read:", my_list)


if __name__ == '__main__':
    # 创建添加数据的线程
    add_thread = threading.Thread(target=add_data)
    # 创建读取数据的线程
    read_thread = threading.Thread(target=read_data)

    # 启动线程
    add_thread.start()
    # 主线程延时1秒后再继续执行下面的代码
    time.sleep(1)
    read_thread.start()

3.2.6多线程共享全局变量-问题

（1）如果多个线程同时对同一个全局变量操作，会出现资源竞争问题，从而数据结果会不正确

（2）解决方法（两种）：

# ①设置延时

first_thread.start()

time.sleep(1)

second_thread.start()

# Or：

# ②线程等待

# 主线程等待第一个线程执行完成以后那么代码再继续往下执行

first_thread.start()

first_thread.join() # 线程同步:按照预先定义好的顺序一个任务执行完成另外一个任务再去执行

print("主线程等待第一个线程执行完成了")

second_thread.start()

3.2.7互斥锁

互斥锁能保证同一时刻只有一个线程去执行代码，具体哪个线程抢到这个锁我们决定不了，但是能够保证数据的准确性

注意点: 加上互斥锁多任务瞬间变成单任务，执行效率会降低

threading模块中定义了Lock类，可以方便的处理锁定：

# 创建锁

lock = threading.Lock()

 # 锁定

lock.acquire()

# 释放

lock.release()

3.2.8死锁

一直等待对方释放锁的情景叫做死锁。要避免死锁的出现，及时释放锁。

3.2.9案例：多任务版udp聊天器

import socket
import threading


# 发送数据的功能函数
def send_msg(udp_socket):
    # 接收用户发送的数据
    send_content = input("请输入您要发送的数据:")
    # 对字符串进行gbk进行编码
    send_data = send_content.encode("gbk")
    # 接收用户输入的对方ip
    dest_ip = input("请输入对方的ip地址:")
    # 接收用户输入的对方端口号
    dest_port = int(input("请输入对方的端口号:"))
    # 发送数据
    udp_socket.sendto(send_data, (dest_ip, dest_port))


# 接收数据的功能函数
def recv_msg(udp_socket):
    while True:
        # 接收数据
        recv_data, ip_port = udp_socket.recvfrom(1024)
        # 对二进制数据进行解码
        recv_content = recv_data.decode("gbk")
        print(recv_content, ip_port)



if __name__ == '__main__':
    # 创建udpsocket
    # 全局变量
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    udp_socket.bind(("", 9090))

    # 创建子线程接收数据
    recv_thread = threading.Thread(target=recv_msg, args=(udp_socket,))
    # 设置守护主线程，主线程退出子线程直接销毁
    recv_thread.setDaemon(True)
    # 启动线程
    recv_thread.start()

    while True:
        # 接收用户的指令
        menu_option = input("请输入功能选项 1:发送 3:退出 >>")
        if menu_option == "1":
            # 发送数据
            send_msg(udp_socket)

        elif menu_option == "3":
            break
    # 关闭socket
    udp_socket.close()

3.2.10udp发送广播消息

import socket

if __name__ == '__main__':
    # 创建udpsocket
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    # 设置socket选项， 开启发送广播消息的功能
    # 1. SOL_SOCKET：当前socket
    # 2. SO_BROADCAST： 广播选项
    # 3. True:开启发送广播消息功能
    udp_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, True)
    # 192.168.131.255： 只给131网段发送广播消息
    # 255.255.255.255: 发送广播消息不区分网段
    # 发送广播消息
    udp_socket.sendto("大家好".encode("gbk"), ("255.255.255.255", 9090))
    # 关闭socket
    udp_socket.close()

3.2.11tcp服务端框架

import socket
import threading


# 接收客户端的数据
def recv_msg(ip_port, service_client_socket):
    print(ip_port)
    while True:
        # 接收客户端的消息
        recv_data = service_client_socket.recv(1024)
        # 判断数据是否为空
        if recv_data:
            # 对数据进行解码
            recv_content = recv_data.decode("gbk")
            print(recv_content)
            service_client_socket.send("ok,问题正在处理中...".encode("gbk"))
        else:
            print("客户端发送数据完成，客户端下线了:", ip_port)
            break
    # 关闭服务于客户端的套接字
    service_client_socket.close()


if __name__ == '__main__':
    # 创建tcp服务端socket
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # 立即释放端口或者重用端口号
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
    # 绑定端口号
    tcp_server_socket.bind(("", 8989))
    # 设置监听，把服务端套接字由主动套接字改成被动套接字，被动套接字只能接收客户端的连接请求，不能收发消息
    tcp_server_socket.listen(128)
    while True:
        # 等待接收客户端连接请求
        service_client_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()
        # 创建子线程
        recv_thread = threading.Thread(target=recv_msg, args=(ip_port, service_client_socket))
        # 守护主线程，主线程退出子线程直接销毁
        recv_thread.setDaemon(True)
        # 启动线程执行接收数据的任务
        recv_thread.start()
    # 关闭服务端套接字
    tcp_server_socket.close()