Python多进程及多线程基础

2024-04-07 19:18:51

关于进程和线程的基础知识，之前已经分享过一些文章，下面把一些基础知识，再总结下（重点：面试常问）：

启动一个程序，就默认创建一个主进程，在一个主进程中默认创建一个主线程
进程是系统资源分配和调度的基本单位，线程存在于进程中，线程是CPU调度和分配的基本单位。
进程之间相互独立，同一个变量，多进程中各自会拷贝一份，而同一个进程的多个线程是共享内存的，所有变量都由所有线程共享，从而提升程序的运行效率。
进程之间相互独立，一个进程的崩溃不会影响其他进程，而线程包含在进程之中，如果线程崩溃，则会导致其他线程崩溃，当然也会导致该进程崩溃。所以多进程开发模式要比多线程模式健壮性要强。

进程的运行状态

1）新建状态：该进程正在被创建，尚未转到就绪状态。

2）就绪状态：所有运行条件都已满足，正在等待CPU。

3）运行状态（执行窗台）：进程正在处理器上运行。

4）阻塞状态：进程正在等待某一事件而暂停运行。如等待可用资源或等待输入输出完成。即使处理器空闲，该进程也不能运行。

5）死亡状态：进程正在从系统中消失。

进程的三个基本状态是可以相互转换的

就绪——>运行：当进程获得处理器时，由就绪状态转为运行状态。

运行——>就绪：当进程被剥夺处理器时，如用完系统分配给他的时间片，出现更高级别的其它进程，进程由运行状态转为就绪状态。

运行——>阻塞：当运行进程因某事件受阻，如所申请资源被占用，启动I/O传输未完成，进程由运行状态转为阻塞状态。

阻塞——>就绪:当所等待事件发生，如得到申请资源，I/O传输完成，进程由阻塞变为就绪状态

Python中如何使用多进程

Python中使用multiprocessing模块创建进程

multiprocessing模块提供了一个Process类创建进程对象。

Process([group] ,[target], [ name ],[args], [ kwargs])
group：指定进程组，大多数情况下用不到,一般情况下group只能赋值为None
target：如果传递了函数的引用，可以任务这个子进程就执行这里的代码，target=函数名，函数名不能带括号
args：给target指定的函数传递的参数，以元组的方式传递。args=(5,)，只有一个参数的话，要加个逗号才能表示元组
kwargs：给target指定的函数传递命名参数，一般是以字典的形式传递，kwargs={"形参1"：“实参1”，“形参2”：“实参2”}
name：给进程设定一个名字，可以不设定

Process创建的实例对象的常用方法

start()：启动子进程实例（创建子进程）
is_alive()：判断进程子进程是否还在活着
join([timeout])：是否等待子进程执行结束，或等待多少秒
terminate()：不管任务是否完成，立即终止子进程。
name:当前进程实例别名，默认Process-N，N从1开始递增。
pid:当前进程实例的PID值。

使用Process类来创建一个多进程

#导入多进程模块
import  multiprocessing
import os
def target_func():
    print("子进程名字",multiprocessing.current_process().name)
    print("子进程PID：",os.getpid())
    print("子进程的父进程ppid:",os.getppid())

if __name__ == '__main__':
 
    for i in range(3):
        # 创建进程实例，指定要执行的目标函数
        p = multiprocessing.Process(target=target_func)
        p.start()#使用start方法启动进程
        p.join()#等待子进程结束
        print("主进程pid：",os.getpid())
 输出：
子进程名字 Process-1
子进程PID：3708
子进程的父进程ppid: 4256
主进程pid：4256
子进程名字 Process-2
子进程PID：8460
子进程的父进程ppid: 4256
主进程pid：4256
子进程名字 Process-3
子进程PID：4468
子进程的父进程ppid: 4256
主进程pid：4256

Python中如何使用多线程

在python中，使用threading模块来进行程序的多线程操作。threading模块提供了一个Thread类创建线程。

1.target是线程执行函数的名字，函数的名字后面不要带有小括号。

2.args：执行函数所需要的参数，这个参数要以元组的形式去传，如果只有一个元素，后面不要忘了逗号。

3.kwargs：执行函数所需要的参数， 这个参数要以字典方式去传

Thread类提供了以下方法:
run(): 用以表示线程活动的方法。
start():启动线程活动。
join([time]): 等待至线程中止，直至启动的线程终止之前一直挂起；除非给出了timeout（秒），否则会一直阻塞。
isAlive(): 返回线程是否活动的。
getName(): 返回线程名。
setName(): 设置线程名。

threading常用方法及属性：
threading.currentThread(): 返回当前的线程变量。
threading.enumerate(): 返回一个包含正在运行的线程的list。正在运行指线程启动后、结束前，不包括启动前和终止后的线程。
threading.activeCount(): 返回当前活跃的线程数，1个主线程+n个子线程。

多线程简单使用

import threading #导入多线程模块

def eat():
    print('正在吃饭')
    print('线程名称 %s'%threading.current_thread().name)
def dance():
    print('正在跳舞')
    print('线程名称 %s'%threading.current_thread().name)
def song():
    print('正在唱歌')
    print('线程名称 %s'%threading.current_thread().name)

if __name__ == '__main__':

    thread = [] #定义空列表用来保存线程
    t1 = threading.Thread(target=eat,args=('')) #定义第一条线程
    t2 = threading.Thread(target=dance,args=('')) #定义第二条线程
    t3 = threading.Thread(target=song,args=('')) #定义第三条线程
    thread.append(t1) #将线程依次加入到列表中
    thread.append(t2)
    thread.append(t3)
    for i in thread:
        i.start() #依次启动所有线程
    for i in thread:
        i.join()  #守护所有线程

输出：
正在吃饭
线程名称 Thread-1
正在跳舞
线程名称 Thread-2
正在唱歌
线程名称 Thread-3

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