Python多线程

第一章、多线程

一、概述

在Python中，进程和线程都是用于并发执行任务的概念，但它们在实现方式和作用上有所不同。

1、进程（Process）

????????进程是指计算机中正在运行的程序的实例。每个进程都拥有自己独立的内存空间和系统资源，它们之间相互隔离，彼此独立运行。每个进程都有自己的地址空间、文件描述符、环境变量等。

• 进程是操作系统分配资源的基本单位，每个进程都有自己的内存空间、代码和数据。
• 每个进程在独立的内存空间中运行，它们之间互相隔离，一个进程的崩溃通常不会影响其他进程。
• 进程通常用于执行独立的任务，例如运行独立的应用程序或服务。
• 在 Python 中，可以使用 multiprocessing 模块创建和管理多个进程。每个进程都有自己的 Python 解释器，因此可以充分利用多核处理器。

进程是一个应用程序（1个进程是一个软件）

2、线程（Thread）

????????线程是在进程内部执行的独立单元，它是进程中的一个执行路径。一个进程可以包含多个线程，这些线程共享进程的内存空间和系统资源。线程之间可以并发执行，共享数据，使得程序可以同时执行多个任务。

• 线程是进程内的执行单元，一个进程可以包含多个线程，它们共享同一进程的内存空间和资源。
• 线程更轻量级，创建和销毁线程的开销较小，线程之间的切换速度较快。
• 线程通常用于执行并发的任务，例如在图形用户界面 (GUI) 应用程序中处理用户输入、执行网络请求等。
• 在 Python 中，可以使用内置的 threading 模块创建和管理线程。Python 中的全局解释器锁（Global Interpreter Lock，GIL）限制了多线程程序在多核处理器上的并行性，因此在 CPU 密集型任务中，多进程可能更适合。

线程是一个进程中的执行场景/执行单元。一个进程可以启动多个线程

对于java程序来说，当在DOS命令窗口中输入：

Python HelloWorld.py? 回车之后

会先启动PVM，而PVM就是一个进程。

PVM再启动一个主线程

同时再启动一个垃圾回收线程负责看护，回收垃圾

最起码，现在的Python程序中至少有两个线程并发。一个是垃圾回收线程，一个是主线程

3、进程和线程的关系

阿里巴巴：进程

• 马云：阿里巴巴的一个线程
• 员工A：阿里巴巴的一个线程

京东：进程

• 强东：京东的一个线程
• 员工B：京东的一个线程

进程可以看做是现实生活中的公司；线程可以看作是公司当中的某个员工

注意：

进程A和进程B的内存独立不共享（阿里巴巴和京东资源不会共享）

线程A和线程B：

• 假设启动10个线程，会有10个栈内存空间，每个栈和每个栈之间互不干扰，各自执行各自的，这就是多线程并发

Python 中之所以有多线程机制，目的就是为了提高程序的处理效率

4、线程与进程的主要区别如下：

• 资源占用：进程之间相互独立，每个进程拥有自己的资源。而线程共享进程的资源，包括内存空间、文件等。
• 执行单元：进程是一个程序的执行实例，有自己的独立执行环境。线程是进程内部的执行单元，可以并发执行多个线程。
• 切换开销：线程切换的开销比进程切换要小，因为线程共享同一进程的资源，切换时只需保存和恢复线程的执行上下文。
• 通信和同步：线程之间可以通过共享内存进行通信和数据交换，但也需要考虑线程同步和互斥的问题。进程之间通信相对复杂，需要使用特定的进程间通信机制。

??????? 在Python中，多线程编程可以提高程序的并发性能和资源利用率，但也需要注意线程安全和同步的问题，避免出现竞态条件和数据一致性问题。

5、多进程与多线程

?????? 需要注意的是，Python 的多线程在某些情况下由于 GIL 的存在，可能不会充分发挥多核处理器的性能优势，因此在一些情况下，多进程可以是更好的选择。但对于 I/O 密集型任务，多线程通常是一个有效的选择，因为线程可以在等待 I/O 操作完成时让出 CPU 资源。

????????总之，Python 提供了多进程和多线程的支持，允许你以不同的方式实现并发编程，以满足不同类型任务的需求。选择使用进程还是线程取决于你的具体应用场景和性能需求。

二、实现多线程的方式

1、编写一个类，继承 threading.Thread 类

你可以创建一个自定义的线程类，继承自 threading.Thread 类，并重写 run 方法来定义线程的执行逻辑。

import threading

class MyThread(threading.Thread):
    def run(self):
        for i in range(1000):
            print("分支线程-->",i)

# 创建线程对象
my_thread = MyThread()

# 启动线程
my_thread.start()

for i in range(1000):
    print("主线程-->", i)

2、使用 threading 模块

Python 内置了 threading 模块，它提供了创建和管理线程的类和方法。这是 Python 中最常用的多线程编程方式。

import threading

# 定义一个线程函数
def my_function():
    for i in range(1000):
        print("分支线程-->",i)

# 创建线程对象
my_thread = threading.Thread(target=my_function)

# 启动线程
my_thread.start()

for i in range(1000):
    print("主线程-->", i)