Python线程

线程

线程（thread）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。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。
线程就是车间中的工人，实际干活的也是工人，真正执行程序的还是线程。

单线程

程序中的代码按照计算机的线程去逐行执行
单线程在程序执行时，所走的程序路径按照连续顺序排下来，前面的必须处理好，后面的才会执行。

import time
# print("{:.2%}".format(0.3))
def upload():
    print("开始上传。。。")
    for i in range(1,5):
        print(f"上传了{'{:.2%}'.format(i / 4)}")
        time.sleep(1)
    print("上传完毕。。。")

def download():
    print("开始下载.......")
    for i in range(1,5):
        print(f"下载了{'{:.2%}'.format(i / 4)}")
        time.sleep(1)
    print("下载完毕.......")

upload()
download()

多线程

多线程类似于同时执行多个不同程序

import time
import threading

def upload():
    print("开始上传.......")
    for i in range(1, 5):
        print(f"上传了{'{:.2%}'.format(i / 4)}")
        time.sleep(1)
    print("上传结束.......")


def download():
    print("开始下载.......")
    for i in range(1, 5):
        print(f"下载了{'{:.2%}'.format(i / 4)}")
        time.sleep(1)
    print("下载完毕.......")


def main():
    upload_thread=threading.Thread(target=upload)
    down_thread=threading.Thread(target=download)
    upload_thread.start()
    down_thread.start()

if __name__ == '__main__':
    main()

多线程的优点

使用线程可以把占据长时间的程序中的任务放到后台去处理。

用户界面可以更加吸引人，这样比如用户点击了一个按钮去触发某些事件的处理，可以弹出一个进度条来显示处理的进度

程序的运行速度可能加快

在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等，线程就比较有用了。在这种情况下我们可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。

多线程的特点

线程执行代码的封装

通过使用threading模块能够完成多任务的程序开发，为了让每个线程的封装性更完美所以使用threading模块时，往往会自定义一个新的子类class，只要继承threading.Thread即可实现

多线程共享全局变量

在一个函数中对全局变量进行修改的时候，到底是否需要看是否对全局变量的执行进行了引用修改，如果修改了引用，也就是说让全局变量指向了一个新的地方，如果仅修改了引用的数据，此时不用担心变量被分化

同步

同步指的是协同步调，按预定的先后次序进行运行

线程通过或者进程同步，可以列几位进程或线程A和B一块配合，A执行到一定程度需要依靠B的某个结果，如果B还没有执行完得出结果，那么A就需要停下来等到B运行，反之也是如此

互斥锁

当多个线程几乎同时修改某一个共享数据的时候，需要进行同步控制

线程的同步能够保证多个线程安全访问竞争资源，最简单的同步机制就是引入互斥锁

互斥锁为资源引入了一个状态：锁定/非锁定

某个线程需要更改共享数据时，先将其锁定，此时资源的状态为“锁定”，其他线程不能修改，直到该线程释放资源，将资源的状态变成“非锁定”，其他线程才能够再次锁定该资源，互斥锁保证了每次只有一个线程进行写入工作，从而保证了多线程情况下的数据正确

threading模块中定义了Lock锁，可以方便的处理锁定

1.先创建互斥锁
mutex=threading.Lock()
2.锁定资源
mutex.acquire()
3.解锁资源
mutex.release()

注意：在使用互斥锁的同时，锁定的资源越少越好

死锁

在线程间共享多个资源的时候，如果每个线程分别占有一部分资源，并且同时等待对方的资源，就会造成死锁

如何避免死锁：

1. 程序设计时要尽量避免(银行家算法)
2. 添加超时时间