python并发编程知识点总结

2023-08-20 16:29:22

1.到底什么是线程?什么是进程?

Python自己没有这玩意,Python中调用的操作系统的线程和进程.

2.Python多线程情况下：

计算密集型操作:效率低,Python内置的一个全局解释器锁,锁的作用就是保证同一时刻一个进程中只有一个线程可以被cpu调度,多线程无法利用多核优势,可以通过多进程方式解决,但是比较浪费资源.
IO操作:效率高

3.Python多进程的情况下：

计算密集型操作:效率高(浪费资源),不得已而为之.
IO操作:效率高(浪费资源)

4.为什么有这把GIL锁?

Python语言的创始人在开发这门语言时,目的快速把语言开发出来,如果加上GIL锁(C语言加锁),切换时按照100条字节指令来进行线程间的切换.

5.Python中线程和进程(GIL锁)

GIL锁,全局解释器锁.用于限制一个进程中同一时刻只有一个线程被cpu调度.
扩展:默认GIL锁在执行100个cpu指令(过期时间).
查看GIL切换的指令个数

import sys
v1 = sys.getcheckinterval()
print(v1)

6.为什么要创建线程？

由于线程是cpu工作的最小单元,创建线程可以利用多核优势实现并行操作(Java/C#).
注意:线程是为了工作.

7.为什么要创建进程？

进程和进程之间做数据隔离(Java/C#).
注意:进程是为了提供环境让线程工作.

8.进程和线程的区别？

进程是资源分配的最小单位,线程是程序执行的最小单位.
进程有自己的独立地址空间,每启动一个进程,系统就会为它分配地址空间,建立数据表来维护代码段,堆栈段和数据段,这种操作非常昂贵.而线程是共享进程中的数据的,使用相同的地址空间,因此CPU切换一个线程的花费远比进程小很多,同时创建一个线程的开销比进程要小很多.
线程之间的通信更方便,同一进程下的线程共享全局变量,静态变量，而进程之间的通信需要以通信的方式（IPC)进行。不过如何处理好同步与互斥是编写多线程程序的难点。
但是多进程程序更健壮，多线程程序只要有一个线程死掉，整个进程也死掉了，而一个进程死掉并不会对另外一个进程造成影响，因为进程有自己独立的地址空间。
也正是由于GIL锁的原因:IO密集型操作可以使用多线程,计算密集型可以使用多进程.

9.线程创建的越多越好吗?

不好.线程之间进行切换时,要做上下文管理.

10.生产者消费者模型解决了什么问题?

不用一直等待的问题.

11.Lock和RLock的区别是RLock可以多次加锁.

12.进程和线程以及协程的区别？

进程是cpu资源分配的最小单元,一个进程中可以有多个线程。
线程是cpu计算的最小单元。
对于Python来说他的进程和线程和其他语言有差异,是有GIL锁.
GIL锁保证一个进程中同一时刻只有一个线程被cpu调度.
注意:IO密集型操作可以使用多线程,计算密集型可以使用多进程.

协程,是由程序员创造出来的一个不是真实存在的东西.
协程,是微线程,对一个线程进程分片,使得线程在代码块之间进行来回切换执行,而不是在原来逐行执行.

13.IO多路复用作用?

检测多个socket是否已经发生变化（是否已经连接成功/是否已经获取数据）(可读/可写)
IO多路复用作用？
检测多个socket是否发生变化。
操作系统检测socket是否发生变化，有三种模式：
select：最多1024个socket；循环去检测。
poll：不限制监听socket个数；循环去检测（水平触发）。
epoll：不限制监听socket个数；回调方式（边缘触发）。
Python模块：
select.select
select.epoll

14.socket默认是否是阻塞的?阻塞体现在哪里?

默认是阻塞,填在等待消息和连接

15.什么是异步非阻塞?

非阻塞，不等待。
比如创建socket对某个地址进行connect、获取接收数据recv时默认都会等待（连接成功或接收到数据），才执行后续操作。
如果设置setblocking(False),以上两个过程就不再等待，但是会报BlockingIOError的错误，只要捕获即可。
异步，通知，执行完成之后自动执行回调函数或自动执行某些操作（通知）。
比如做爬虫中向某个地址baidu.com发送请求，当请求执行完成之后自执行回调函数。

16.什么是同步阻塞？

- 阻塞：等 
- 同步：按照顺序逐步执行

17.什么是协程？

协程也可以称为“微线程”，就是开发者控制线程执行流程，控制先执行某段代码然后再切换到另外函执行代码...来回切换。

18.协程可以提高并发吗？

协程自己本身无法实现并发（甚至性能会降低）。
协程+IO切换性能提高。

19.提高并发方案：

多进程
多线程
单线程提供并发：
- 基于IO多路复用+socket非阻塞,实现并发请求(一个线程100个请求)
  https://www.cnblogs.com/apollo1616/p/10351506.html
- 协程+IO切换：gevent
  https://www.cnblogs.com/apollo1616/p/10351577.html
- 基于事件循环的异步(执行完某个人物后自动调用我给他的函数),非阻塞
  https://www.cnblogs.com/apollo1616/p/10351573.html
- 基于事件循环的异步非阻塞框架(Twisted),scrapy框架(单线程完成并发)

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