Python多线程总结

　　多线程常用模板
　　在实际处理数据时，因系统内存有限，我们不可能一次把所有数据都导出进行操作，所以需要批量导出依次操作。为了加快运行，我们会采用多线程的方法进行数据处理， 以下为我总结的多线程批量处理数据的模板：  import threading # 从数据库提取数据的类 class Scheduler():     def __init__(self):         self._lock = threading.RLock()         self.start = 0         # 每次取10000条数据         self.step = 10000      def getdata(self):         # 上锁，以免多线程同时对数据库进行访问，取出重复数据         self._lock.acquire()         # 进行取数据操作         data = ＂select * from table＂                 ＂where id between self.start and self.start + self.step＂         # 取完数据后，指针后移         self.start += self.step         self._lock.release()         return data  # 处理数据的过程写在这里 def processdata():     # 从该实例中提取数据     data = scheduler.getdata()     while data:         # 进行处理数据的具体操作:         # 去重、补缺、运算...只要还有数据，本线程就继续取新数据         # 然后再获取数据，进行循环         data = scheduler.getdata()  # 创建多线程，threads_num为创建的线程数 def threads_scheduler(threads_num):     threads = []     for i in range(threads_num):         # 创建线程         td = threading.Thread(target=processdata, name=＂th＂+str(i+1))         threads.append(td)     for t in threads:         # 启动线程         t.start()         for t in threads:             # 子线程守护             t.join()             print(＂数据已全部处理成功＂)  if __name__==＂__main__＂:     # 实例化一个调度器，初始化参数     scheduler = Scheduler()     # 创建线程，开始处理数据     threads_scheduler(4)
　　主要分为三大部分：  Scheduler 类，负责初始化参数，getdata 方法负责提取数据processdata 方法中写具体处理数据的流程threads_scheduler 方法负责创建线程
　　多线程重点回顾
　　共分4部分对多线程的内容进行总结。  多线程threading
　　先为大家介绍线程的相关概念:  主线程：当一个程序启动时，就有一个进程被操作系统 OS 创建，与此同时一个线程也立刻运行，该线程通常叫做程序的主线程Main Thread 。因为它是程序开始时就执行的，如果你需要再创建线程，那么创建的线程就是这个主线程的子线程。子线程：使用 threading 、ThreadPoolExecutor 创建的线性均为子线程。主线程的重要性体现在两方面： 是产生其他子线程的线程 通常它必须最后完成执行，比如执行各种关闭动作
　　在飞车程序中，如果没有多线程，我们就不能一边听歌一边玩飞车，听歌与玩游戏不能并行；在使用多线程后，我们就可以在玩游戏的同时听背景音乐。在这个例子中启动飞车程序就是一个进程，玩游戏和听音乐是两个线程。
　　Python 提供了threading 模块来实现多线程: threading.Thread 可以创建线程setDaemon(True) 为守护主线程，默认为False ；join() 为守护子线程。from time import sleep import threading  def music(music_name):     for i in range(2):         print(＂正在听{}＂.format(music_name))         sleep(1)         print(＂music over＂)  def game(game_name):     for i in range(2):         print(＂正在玩{}＂.format(game_name))         sleep(3)         print(＂game over＂)  threads = [] t1 = threading.Thread(target=music,args=(＂稻香＂,)) threads.append(t1) t2 = threading.Thread(target=game,args=(＂飞车＂,)) threads.append(t2)  if __name__ == ＂__main__＂:     for t in threads:         # t.setDaemon(True)         t.start()              for t in threads:         t.join()     print(＂主线程运行结束＂)线程池
　　因为新建线程系统需要分配资源、终止线程系统需要回收资源，所以如果可以重用线程，则可以减去新建/终止的开销以提升性能。同时，使用线程池的语法比自己新建线程执行线程更加简洁。
　　Python 为我们提供了ThreadPoolExecutor 来实现线程池，此线程池默认子线程守护。它的适应场景为突发性大量请求或需要大量线程完成任务，但实际任务处理时间较短。 from time import sleep # fun为定义的待运行函数 with ThreadPoolExecutor(max_workers=5) as executor:     ans = executor.map(fun, [遍历值])     for res in ans:         print(res)  with ThreadPoolExecutor(max_workers=5) as executor:     list = [遍历值]     ans = [executor.submit(fun, i) for i in list]     for res in as_completed(ans):         print(res.result())
　　其中 max_workers 为线程池中的线程个数，常用的遍历方法有map 和submit+as_completed 。根据业务场景的不同，若我们需要输出结果按遍历顺序返回，我们就用map 方法，若想谁先完成就返回谁，我们就用submit+as_complete 方法。 线程互斥
　　我们把一个时间段内只允许一个线程使用的资源称为临界资源，对临界资源的访问，必须互斥的进行。互斥，也称间接制约关系。线程互斥指当一个线程访问某临界资源时，另一个想要访问该临界资源的线程必须等待。当前访问临界资源的线程访问结束，释放该资源之后，另一个线程才能去访问临界资源。锁的功能就是实现线程互斥。
　　我把线程互斥比作厕所包间上大号的过程，因为包间里只有一个坑，所以只允许一个人进行大号。当第一个人要上厕所时，会将门上上锁，这时如果第二个人也想大号，那就必须等第一个人上完，将锁解开后才能进行，在这期间第二个人就只能在门外等着。这个过程与代码中使用锁的原理如出一辙，这里的坑就是临界资源。 Python 的threading 模块引入了锁。threading 模块提供了Lock 类，它有如下方法加锁和释放锁： acquire() ：对 Lock 加锁，其中timeout 参数指定加锁多少秒release() ：释放锁class Account:     def __init__(self, card_id, balance):         # 封装账户ID、账户余额的两个变量         self.card_id= card_id         self.balance = balance          def withdraw(account, money):     # 进行加锁     lock.acquire()     # 账户余额大于取钱数目     if account.balance >= money:         # 吐出钞票         print(threading.current_thread().name + ＂取钱成功！吐出钞票:＂ + str(money),end=＂ ＂)         # 修改余额         account.balance -= money         print(＂	余额为: ＂ + str(account.balance))     else:         print(threading.current_thread().name + ＂取钱失败！余额不足＂)     # 进行解锁     lock.release() # 创建一个账户，银行卡id为8888，存款1000元 acct = Account(＂8888＂ , 1000)  # 模拟两个对同一个账户取钱 # 在主线程中创建一把锁 lock = threading.Lock() threading.Thread(name=＂窗口A＂, target=withdraw , args=(acct , 800)).start() threading.Thread(name=＂窗口B＂, target=withdraw , args=(acct , 800)).start()Lock与Rlock的区别区别一： Lock 被称为原始锁，一个线程只能请求一次；RLock 被称为重入锁，可以被一个线程请求多次，即锁中可以嵌套锁。import threading  def main():     lock.acquire()     print(＂第一道锁＂)     lock.acquire()     print(＂第二道锁＂)     lock.release()     lock.release()      if __name__ == ＂__main__＂:     lock = threading.Lock()     main()
　　我们会发现这个程序只会打印＂第一道锁＂，而且程序既没有终止，也没有继续运行。这是因为 Lock 锁在同一线程内第一次加锁之后还没有释放时，就进行了第二次acquire 请求，导致无法执行release ，所以锁永远无法释放，这就是死锁。如果我们使用RLock 就能正常运行，不会发生死锁的状态。 区别二：当 Lock 处于锁定状态时，不属于特定线程，可在另一个线程中进行解锁释放；而RLock 只有当前线程才能释放本线程上的锁，不可由其他线程进行释放，所以在使用RLock 时，acquire 与release 必须成对出现，即解铃还须系铃人。import threading  def main():     lock.release()     print(＂在子线程解锁后打印＂) if __name__ == ＂__main__＂:     lock = threading.Lock()     lock.acquire()     t = threading.Thread(target=main)     t.start()
　　在主线程中定义 Lock 锁，然后上锁，再创建一个子线程t 运行main 函数释放锁，结果正常输出，说明主线程上的锁，可由子线程解锁。
　　如果把上面的锁改为 RLock 则报错。在实际中设计程序时，我们会将每个功能分别封装成一个函数，每个函数中都可能会有临界区域，所以就需要用到RLock 。 import threading import time  def fun_1():     print(＂开始＂)     time.sleep(1)     lock.acquire()     print(＂第一道锁＂)     fun_2()     lock.release()      def fun_2():     lock.acquire()     print(＂第二道锁＂)     lock.release()      if __name__ == ＂__main__＂:     lock = threading.RLock()     t1 = threading.Thread(target=fun_1)     t2 = threading.Thread(target=fun_1)     t1.start()     t2.start()
　　一句话总结就是 Lock 不能套娃，RLock 可以套娃；Lock 可以由其他线程中的锁进行操作，RLock 只能由本线程进行操作。
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