线程理论

  60年代,在OS中能拥有资源和独立运行的基本单位是进程,然而随着计算机技术的发展,进程出现了很多弊端,一是由于进程是资源拥有者,创建、撤消与切换存在较大的时空开销,因此需要引入轻型进程;二是由于对称多处理机(SMP)出现,可以满足多个运行单位,而多个进程并行开销过大。
  因此在80年代,出现了能独立运行的基本单位——线程(Threads)
  注意:进程是资源分配的最小单位,表示一块内存空间,线程是CPU调度的最小单位,是执行单位。
  我们可以将进程比喻是车间,线程是车间里面的流水线,每一个进程中至少有一个线程。 
 

进程和线程的关系

 

线程与进程的区别

可以归纳为以下4点:
  1)地址空间和其它资源(如打开文件):进程间相互独立,同一进程的各线程数据是共享的。某进程内的线程在其它进程不可见。
  2)通信:进程间通信IPC,线程间可以直接读写进程数据段(如全局变量)来进行通信——需要进程同步和互斥手段的辅助,以保证数据的一致性。
  3)调度和切换:线程上下文切换比进程上下文切换要快得多。
  4)在多线程操作系统中,进程不是一个可执行的实体。

 *通过漫画了解线程进城

 

线程的特点

  在多线程的操作系统中,通常是在一个进程中包括多个线程,每个线程都是作为利用CPU的基本单位,是花费最小开销的实体。线程具有以下属性。
  1)轻型实体
  线程中的实体基本上不拥有系统资源,只是有一点必不可少的、能保证独立运行的资源。
  线程的实体包括程序、数据和TCB。线程是动态概念,它的动态特性由线程控制块TCB(Thread Control Block)描述。
TCB包括以下信息:
(1)线程状态。
(2)当线程不运行时,被保存的现场资源。
(3)一组执行堆栈。
(4)存放每个线程的局部变量主存区。
(5)访问同一个进程中的主存和其它资源。
用于指示被执行指令序列的程序计数器、保留局部变量、少数状态参数和返回地址等的一组寄存器和堆栈。

  2)独立调度和分派的基本单位。
  在多线程OS中,线程是能独立运行的基本单位,因而也是独立调度和分派的基本单位。由于线程很“轻”,故线程的切换非常迅速且开销小(在同一进程中的)。
  3)共享进程资源。

  线程在同一进程中的各个线程,都可以共享该进程所拥有的资源,这首先表现在:所有线程都具有相同的进程id,这意味着,线程可以访问该进程的每一个内存资源;此外,还可以访问进程所拥有的已打开文件、定时器、信号量机构等。由于同一个进程内的线程共享内存和文件,所以线程之间互相通信不必调用内核。

  4)可并发执行。
  在一个进程中的多个线程之间,可以并发执行,甚至允许在一个进程中所有线程都能并发执行;同样,不同进程中的线程也能并发执行,充分利用和发挥了处理机与外围设备并行工作的能力。

使用线程的实际场景

 

 开启一个字处理软件进程,该进程肯定需要办不止一件事情,比如监听键盘输入,处理文字,定时自动将文字保存到硬盘,这三个任务操作的都是同一块数据,因而不能用多进程。只能在一个进程里并发地开启三个线程,如果是单线程,那就只能是,键盘输入时,不能处理文字和自动保存,自动保存时又不能输入和处理文字。

内存中的线程

 

  多个线程共享同一个进程的地址空间中的资源,是对一台计算机上多个进程的模拟,有时也称线程为轻量级的进程。

  而对一台计算机上多个进程,则共享物理内存、磁盘、打印机等其他物理资源。多线程的运行也多进程的运行类似,是cpu在多个线程之间的快速切换。

  不同的进程之间是充满敌意的,彼此是抢占、竞争cpu的关系,如果迅雷会和QQ抢资源。而同一个进程是由一个程序员的程序创建,所以同一进程内的线程是合作关系,一个线程可以访问另外一个线程的内存地址,大家都是共享的,一个线程干死了另外一个线程的内存,那纯属程序员脑子有问题。

  类似于进程,每个线程也有自己的堆栈,不同于进程,线程库无法利用时钟中断强制线程让出CPU,可以调用thread_yield运行线程自动放弃cpu,让另外一个线程运行。

  线程通常是有益的,但是带来了不小程序设计难度,线程的问题是:

  1. 父进程有多个线程,那么开启的子线程是否需要同样多的线程

  2. 在同一个进程中,如果一个线程关闭了文件,而另外一个线程正准备往该文件内写内容呢?

  因此,在多线程的代码中,需要更多的心思来设计程序的逻辑、保护程序的数据。

 

线程和python

创建线程的两种方式(与创建进程的方式类似)

创建线程无需考虑反复执行的问题

方法1:

from threading import Thread
import time
def task(name):
    print(f'{name} is running')
    time.sleep(0.1)
    print(f'{name} is over')

t = Thread(target=task, args=('jason',))
t.start()
print('主线程')

比较进程与线程的运行速度:

进程比线程运行速度快得多,我们来创建100个进程和100个线程,看谁运行的时间短:

100个进程:

from multiprocessing import Process
import time


def task(name):
    print(f'{name} is running')
    time.sleep(0.1)
    print(f'{name} is over')

if __name__ == '__main__':
    start_time = time.time()
    p_list = []
    for i in range(100):
        p = Process(target=task, args=('用户%s'%i,))
        p.start()
        p_list.append(p)
    for p in p_list:
        p.join()
    print(time.time() - start_time)   # 3.5201008319854736

 

100个线程:

from threading import Thread
import time


def task(name):
    print(f'{name} is running')
    time.sleep(0.1)
    print(f'{name} is over')

if __name__ == '__main__':
    start_time = time.time()
 t_list = []
    for i in range(100):
        t = Thread(target=task, args=('用户%s'%i,))
        t.start()
        t_list.append(t)
    for t in t_list:
        t.join()
    print(time.time() - start_time)    # 0.13303208351135254

发现运行100个进程的时间是3秒多,运行100个线程的时间不到1秒。运行的数量越多,时间差异越明显。

方法2:

from threading import Thread
import time

class MyThread(Thread):
    def run(self):
        print('run is running')
        time.sleep(1)
        print('run is over')

obj = MyThread()
obj.start()
print('主线程')

线程的诸多特性

1.join方法(与进程类似)

from threading import Thread
import time


def task(name):
    print(f'{name} is running')
    time.sleep(1)
    print(f'{name} is over')

t = Thread(target=task, args=('jason', ))
t.start()
t.join()
print('主线程')


"""
jason is running
jason is over
主线程
"""

 

2.同进程内多个线程数据共享

from threading import Thread,current_thread,active_count


money = 1000

def task():
    global money
    money = 666

t = Thread(target=task)
t.start()
t.join()
print(money)    # 666

 

3.current_thread():当前线程

from threading import Thread,current_thread,active_count


money = 1000


def task():
    global money
    money = 666
    print(current_thread().name)    # Thread-1



t = Thread(target=task)
t.start()
t.join()
print(money)    # 666
print(current_thread().name)    # MainThread

验证主线程与子线程是同一个线程号

from threading import Thread,current_thread,active_count
import os

money = 1000


def task():
    global money
    money = 666
    print(current_thread().name)    # Thread-1
    print(os.getpid())    # 12828

for i in range(100):
    t = Thread(target=task)
    t.start()


print(current_thread().name)    # MainThread
print(os.getpid())    # 12828

4.active_count():进程下的线程数

import time
from threading import Thread,current_thread,active_count
import os

money = 1000


def task():
    time.sleep(3)
    global money
    money = 666
    print(current_thread().name)    # Thread-1
    print(os.getpid())    # 12828

for i in range(10):
    t = Thread(target=task)
    t.start()

print('存活的线程数:',active_count())    # 11
print(current_thread().name)    # MainThread
print(os.getpid())    # 12828

一个进程内部至少含有一个线程,即使我们把所有的代码全部注掉,最后打印出来存活的线程数依然是1。

GIL全局解释器锁

GIL理论

官方文档对GIL的解释
In CPython, the global interpreter lock, or GIL, is a mutex that prevents multiple 
native threads from executing Python bytecodes at once. This lock is necessary mainly 
because CPython’s memory management is not thread-safe. (However, since the GIL 
exists, other features have grown to depend on the guarantees that it enforces.)

1.在CPython解释器中存在全局解释器锁,简称GIL
    python解释器有很多类型:
       CPython、JPython、PyPython (常用的是CPython解释器)
2.GIL本质也是一把互斥锁,用来阻止同一个进程内多个线程同时执行(重要)
3.GIL的存在是因为CPython解释器中内存管理不是线程安全的(垃圾回收机制)
    垃圾回收机制:
        引用计数、标记清除、分代回收            

GIL本质就是一把互斥锁,既然是互斥锁,所有互斥锁的本质都一样,都是将并发运行变成串行,以此来控制同一时间内共享数据只能被一个任务所修改,进而保证数据安全。

可以肯定的一点是:保护不同的数据的安全,就应该加不同的锁。

要想了解GIL,首先确定一点:每次执行python程序,都会产生一个独立的进程。例如python test.py,python aaa.py,python bbb.py会产生3个不同的python进程。

'''
#验证python test.py只会产生一个进程
#test.py内容
import os,time
print(os.getpid())
time.sleep(1000)
'''
python3 test.py 
#在windows下
tasklist |findstr python
#在linux下
ps aux |grep python

在一个python的进程内,不仅有test.py的主线程或者由该主线程开启的其他线程,还有解释器开启的垃圾回收等解释器级别的线程,总之,所有线程都运行在这一个进程内,毫无疑问

#1 所有数据都是共享的,这其中,代码作为一种数据也是被所有线程共享的(test.py的所有代码以及Cpython解释器的所有代码)
例如:test.py定义一个函数work(代码内容如下图),在进程内所有线程都能访问到work的代码,于是我们可以开启三个线程然后target都指向该代码,能访问到意味着就是可以执行。
 
#2 所有线程的任务,都需要将任务的代码当做参数传给解释器的代码去执行,即所有的线程要想运行自己的任务,首先需要解决的是能够访问到解释器的代码

验证GIL的存在

 

  

综上:

如果多个线程的target=task,那么执行流程是多个线程先访问到解释器的代码,即拿到执行权限,然后将target的代码交给解释器的代码去执行。

解释器的代码是所有线程共享的,所以垃圾回收线程也可能访问到解释器的代码而去执行,这就导致了一个问题:对于同一个数据100,可能线程1执行x=100的同时,而垃圾回收执行的是回收100的操作,解决这种问题没有什么高明的方法,就是加锁处理,如下图的GIL,保证python解释器同一时间只能执行一个任务的代码。

GIL与普通互斥锁

既然CPython解释器中有GIL 那么我们以后写代码是不是就不需要操作锁了呢?

答案是否定的。GIL只能够确保同进程内多线程数据不会被垃圾回收机制弄乱,并不能确保程序里面的数据是否安全。GIL保护的是解释器级的数据,保护用户自己的数据则需要自己加锁处理,如下图

 

互斥锁针对不同的数据要加不同的锁处理,想让哪个环节变成串行的,就要在哪个环节加锁,就当GIL不存在,它是一个纯理论不影响写代码。

 

python多线程是否有用

有了GIL的存在,同一时刻同一进程中只有一个线程被执行

听到这里,有的同学立马质问:进程可以利用多核,但是开销大,而python的多线程开销小,但却无法利用多核优势,也就是说python没用了,php才是最牛逼的语言?

别着急啊,我们还没讲完呢。

要解决这个问题,我们需要在几个点上达成一致:

#1. cpu到底是用来做计算的,还是用来做I/O的?
#2. 多cpu,意味着可以有多个核并行完成计算,所以多核提升的是计算性能
#3. 每个cpu一旦遇到I/O阻塞,仍然需要等待,所以多核对I/O操作没什么用处 

一个工人相当于cpu,此时计算相当于工人在干活,I/O阻塞相当于为工人干活提供所需原材料的过程,工人干活的过程中如果没有原材料了,则工人干活的过程需要停止,直到等待原材料的到来。

如果你的工厂干的大多数任务都要有准备原材料的过程(I/O密集型),那么你有再多的工人,意义也不大,还不如一个人,在等材料的过程中让工人去干别的活,

反过来讲,如果你的工厂原材料都齐全,那当然是工人越多,效率越高

结论:

  对计算来说,cpu越多越好,但是对于I/O来说,再多的cpu也没用

  当然对运行一个程序来说,随着cpu的增多执行效率肯定会有所提高(不管提高幅度多大,总会有所提高),这是因为一个程序基本上不会是纯计算或者纯I/O,所以我们只能相对的去看一个程序到底是计算密集型还是I/O密集型,从而进一步分析python的多线程到底有无用武之地。

#分析:
我们有四个任务需要处理,处理方式肯定是要玩出并发的效果,解决方案可以是:
方案一:开启四个进程
方案二:一个进程下,开启四个线程
 
#单核情况下,分析结果: 
  如果四个任务是计算密集型,没有多核来并行计算,方案一徒增了创建进程的开销,方案二胜
  如果四个任务是I/O密集型,方案一创建进程的开销大,且进程的切换速度远不如线程,方案二胜
 
#多核情况下,分析结果:
  如果四个任务是计算密集型,多核意味着并行计算,在python中一个进程中同一时刻只有一个线程执行用不上多核,方案一胜
  如果四个任务是I/O密集型,再多的核也解决不了I/O问题,方案二胜
 
 
#结论:现在的计算机基本上都是多核,python对于计算密集型的任务开多线程的效率并不能带来多大性能上的提升,甚至不如串行(没有大量切换),但是,对于IO密集型的任务效率还是有显著提升的。

多线程性能测试

计算密集型:多进程效率高

from multiprocessing import Process
from threading import Thread
import os,time
def work():
    res=0
    for i in range(100000000):
        res*=i
 
 
if __name__ == '__main__':
    l=[]
    print(os.cpu_count()) #本机为8核
    start=time.time()
    for i in range(4):
        p=Process(target=work) #耗时5s多
        p=Thread(target=work) #耗时18s多
        l.append(p)
        p.start()
    for p in l:
        p.join()
    stop=time.time()
    print('run time is %s' %(stop-start))

I/O密集型:多线程效率高

from multiprocessing import Process
from threading import Thread
import threading
import os,time
def work():
    time.sleep(2)
    print('===>')
 
if __name__ == '__main__':
    l=[]
    print(os.cpu_count()) #本机为8核
    start=time.time()
    for i in range(400):
        # p=Process(target=work) #耗时12s多,大部分时间耗费在创建进程上
        p=Thread(target=work) #耗时2s多
        l.append(p)
        p.start()
    for p in l:
        p.join()
    stop=time.time()
    print('run time is %s' %(stop-start))

应用:

多线程用于IO密集型,如socket,爬虫,web
多进程用于计算密集型,如金融分析

 

死锁现象

class MyThread(Thread):
    def run(self):
        self.func1()
        self.func2()

    def func1(self):
        mutexA.acquire()
        print(f'{self.name}抢到了A锁')
        mutexB.acquire()
        print(f'{self.name}抢到了B锁')
        mutexB.release()
        print(f'{self.name}释放了B锁')
        mutexA.release()
        print(f'{self.name}释放了A锁')

    def func2(self):
        mutexB.acquire()
        print(f'{self.name}抢到了B锁')
        mutexA.acquire()
        print(f'{self.name}抢到了A锁')
        mutexA.release()
        print(f'{self.name}释放了A锁')
        mutexB.release()
        print(f'{self.name}释放了B锁')

for i in range(10):
    obj = MyThread()
    obj.start()

上述代码是可以正常执行的,我们把上述代码加一个睡眠时间,就会卡在某一个地方无法继续执行

from threading import Thread,Lock
import time

mutexA = Lock()  # 产生一把锁
mutexB = Lock()  # 产生一把锁


class MyThread(Thread):
    def run(self):
        self.func1()
        self.func2()

    def func1(self):
        mutexA.acquire()
        print(f'{self.name}抢到了A锁')
        mutexB.acquire()
        print(f'{self.name}抢到了B锁')
        mutexB.release()
        print(f'{self.name}释放了B锁')
        mutexA.release()
        print(f'{self.name}释放了A锁')

    def func2(self):
        mutexB.acquire()
        print(f'{self.name}抢到了B锁')
        time.sleep(1)
        mutexA.acquire()
        print(f'{self.name}抢到了A锁')
        mutexA.release()
        print(f'{self.name}释放了A锁')
        mutexB.release()
        print(f'{self.name}释放了B锁')

for i in range(3):
    obj = MyThread()
    obj.start()

前一个线程拿了A的锁然后想去拿B的锁,同时后一个进程拿了B的锁,想去拿A的锁,双方都拿不到,代码就卡在那里不会动了,这个现象叫做死锁现象

 

信号量

在python并发编程中信号量相当于多把互斥锁(设置多少信号量,同一时间最多可以运行多少把互斥锁)

概念

信号量(英语:semaphore)又称为信号标,是一个同步对象,用于保持在0至指定最大值之间的一个计数值。

当线程完成一次对该semaphore对象的等待(wait)时,该计数值减一;
当线程完成一次对semaphore对象的释放(release)时,计数值加一。
当计数值为0,则线程等待该semaphore对象不再能成功直至该semaphore对象变成signaled状态。
semaphore对象的计数值大于0,为signaled状态;计数值等于0,为nonsignaled状态.

举例

以停车场的运作为例。
假设停车场只有三个车位,开始三个车位都是空的。
这时同时来了五辆车,看门人开闸允许其中三辆直接进入,
剩下的车则必须在入口等待,后续来的车也在入口处等待。
这时一辆车想离开停车场,告知看门人,打开闸门放他出去,
看门人看了看空车位数量,然后看门人才让外面的一辆车进去。
如果又离开两辆,则又可以放入两辆,如此往复。
在这个停车场系统中,车位是公共资源,每辆车好比一个线程,
看门人起的就是信号量的作用。

代码

from threading import Thread, Lock, Semaphore
import time
import random


sp = Semaphore(5)  # 一次性产生五把锁


class MyThread(Thread):
    def run(self):
        sp.acquire()
        print(self.name)
        time.sleep(random.randint(1, 3))
        sp.release()


for i in range(20):
    t = MyThread()
    t.start()

event事件

在初始情况下,Event对象中的信号标志被设置为假。如果有线程等待一个Event对象, 而这个Event对象的标志为假,那么这个线程将会被一直阻塞直至该标志为真。一个线程如果将一个Event对象的信号标志设置为真,它将唤醒所有等待这个Event对象的线程。如果一个线程等待一个已经被设置为真的Event对象,那么它将忽略这个事件, 继续执行。

from threading import Thread, Event
import time

event = Event()  # 类似于造了一个红绿灯


def light():
    print('红灯亮着的 所有人都不能动')
    time.sleep(3)
    print('绿灯亮了 油门踩到底 给我冲!!!')
    event.set()


def car(name):
    print('%s正在等红灯' % name)
    event.wait()
    print('%s加油门 飙车了' % name)


t = Thread(target=light)
t.start()
for i in range(20):
    t = Thread(target=car, args=('熊猫PRO%s' % i,))
    t.start()

进程池与线程池

进程池

为什么要有进程池?进程池的概念。

在程序实际处理问题过程中,忙时会有成千上万的任务需要被执行,闲时可能只有零星任务。那么在成千上万个任务需要被执行的时候,我们就需要去创建成千上万个进程么?首先,创建进程需要消耗时间,销毁进程也需要消耗时间。第二即便开启了成千上万的进程,操作系统也不能让他们同时执行,这样反而会影响程序的效率。因此我们不能无限制的根据任务开启或者结束进程。那么我们要怎么做呢?

在这里,要给大家介绍一个进程池的概念,定义一个池子,在里面放上固定数量的进程,有需求来了,就拿一个池中的进程来处理任务,等到处理完毕,进程并不关闭,而是将进程再放回进程池中继续等待任务。如果有很多任务需要执行,池中的进程数量不够,任务就要等待之前的进程执行任务完毕归来,拿到空闲进程才能继续执行。也就是说,池中进程的数量是固定的,那么同一时间最多有固定数量的进程在运行。这样不会增加操作系统的调度难度,还节省了开闭进程的时间,也一定程度上能够实现并发效果。

进程和线程能否无限制的创建?

不可以
因为硬件的发展赶不上软件,有物理极限。如果我们在编写代码的过程中无限制的创建进程或者线程可能会导致计算机崩溃。

作用


  降低程序的执行效率,但是保证了计算机硬件的安全。
进程池
  提前创建好固定数量的进程供后续程序的调用,超出则等待。
线程池
  提前创建好固定数量的线程供后续程序的调用,超出则等待。

concurrent.fututres 模块

ProcessPoolExecutor 类–进程池开启

进程池类的导入:from concurrent.fututres import ProcessPoolExecutor

线程池的导入:from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor

实例化:pool_p = ProcessPoolExecutor( 整数 ): 实例化获得一个进程池, 参数传入一个整数,代表进程的数量

线程池案例:

from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
import time
import random


# 1.产生含有固定数量线程的线程池
pool = ThreadPoolExecutor(20)   # 20个线程一次性创建好,执行的过程中不会动态变化


def task():
    print('task is running')
    time.sleep(random.randint(1, 3))
    print('task is over')



if __name__ == '__main__':
    # 2.将任务提交给线程池即可
    for i in range(10):
        pool.submit(task)  # 朝线程池提交任务

传参:

 

 异步回调机制

如果task函数有返回值,如何让所有线程都拿到返回值呢?

 

进程池与线程池的方法与属性完全一致,就不赘述。

协程

概念

  是单线程下的并发,又称微线程,纤程。英文名Coroutine。一句话说明什么是线程:协程是一种用户态的轻量级线程,即协程是由用户程序自己控制调度的。

在代码层面欺骗CPU 让CPU觉得我们的代码里面没有IO操作,实际上IO操作被我们自己写的代码检测 一旦有 立刻让代码执行别的。

核心:自己写代码完成切换+保存状态

需要强调的是:

  • python的线程属于内核级别的,即由操作系统控制调度(如单线程遇到io或执行时间过长就会被迫交出cpu执行权限,切换其他线程运行)
  • 单线程内开启协程,一旦遇到io,就会从应用程序级别(而非操作系统)控制切换,以此来提升效率(!!!非io操作的切换与效率无关)

对比操作系统控制线程的切换,用户在单线程内控制协程的切换

优点:

  1. 协程的切换开销更小,属于程序级别的切换,操作系统完全感知不到,因而更加轻量级

  2. 单线程内就可以实现并发的效果,最大限度地利用cpu

缺点:

  1. 协程的本质是单线程下,无法利用多核,可以是一个程序开启多个进程,每个进程内开启多个线程,每个线程内开启协程

  2. 协程指的是单个线程,因而一旦协程出现阻塞,将会阻塞整个线程

 

总结协程特点:

  1. 必须在只有一个单线程里实现并发
  2. 修改共享数据不需加锁
  3. 用户程序里自己保存多个控制流的上下文栈
  4. 附加:一个协程遇到IO操作自动切换到其它协程(如何实现检测IO,yield、greenlet都无法实现,就用到了gevent模块(select机制))

 

Gevent模块

安装:pip3 install gevent

Gevent 是一个第三方库,可以轻松通过gevent实现并发同步或异步编程,在gevent中用到的主要模式是Greenlet, 它是以C扩展模块形式接入Python的轻量级协程。 Greenlet全部运行在主程序操作系统进程的内部,但它们被协作式地调度。

用法介绍:

g1=gevent.spawn(func,1,,2,3,x=4,y=5)创建一个协程对象g1,spawn括号内第一个参数是函数名,如eat,后面可以有多个参数,可以是位置实参或关键字实参,都是传给函数eat的

g2=gevent.spawn(func2)

g1.join() #等待g1结束

g2.join() #等待g2结束

#或者上述两步合作一步:gevent.joinall([g1,g2])

g1.value#拿到func1的返回值

遇到IO主动切换

import gevent
def eat(name):
    print('%s eat 1' %name)
    gevent.sleep(2)
    print('%s eat 2' %name)

def play(name):
    print('%s play 1' %name)
    gevent.sleep(1)
    print('%s play 2' %name)


g1=gevent.spawn(eat,'egon')
g2=gevent.spawn(play,name='egon')
g1.join()
g2.join()
#或者gevent.joinall([g1,g2])
print('')

上例gevent.sleep(2)模拟的是gevent可以识别的io阻塞,而time.sleep(2)或其他的阻塞,gevent是不能直接识别的需要用下面一行代码,打补丁,就可以识别了

from gevent import monkey;monkey.patch_all()必须放到被打补丁者的前面,如time,socket模块之前

或者我们干脆记忆成:要用gevent,需要将from gevent import monkey;monkey.patch_all()放到文件的开头

from gevent import monkey;monkey.patch_all()

import gevent
import time
def eat():
    print('eat food 1')
    time.sleep(2)
    print('eat food 2')

def play():
    print('play 1')
    time.sleep(1)
    print('play 2')

g1=gevent.spawn(eat)
g2=gevent.spawn(play)
gevent.joinall([g1,g2])
print('')

我们可以用threading.current_thread().getName()来查看每个g1和g2,查看的结果为DummyThread-n,即假线程。

查看threading.current_thread().getName()

from gevent import spawn,joinall,monkey;monkey.patch_all()

import time
def task(pid):
    """
    Some non-deterministic task
    """
    time.sleep(0.5)
    print('Task %s done' % pid)


def synchronous():  # 同步
    for i in range(10):
        task(i)

def asynchronous(): # 异步
    g_l=[spawn(task,i) for i in range(10)]
    joinall(g_l)
    print('DONE')
    
if __name__ == '__main__':
    print('Synchronous:')
    synchronous()
    print('Asynchronous:')
    asynchronous()
#  上面程序的重要部分是将task函数封装到Greenlet内部线程的gevent.spawn。
#  初始化的greenlet列表存放在数组threads中,此数组被传给gevent.joinall 函数,
#  后者阻塞当前流程,并执行所有给定的greenlet任务。执行流程只会在 所有greenlet执行完后才会继续向下走。

Gevent之应用举例一

from gevent import monkey;monkey.patch_all()
import gevent
import requests
import time

def get_page(url):
    print('GET: %s' %url)
    response=requests.get(url)
    if response.status_code == 200:
        print('%d bytes received from %s' %(len(response.text),url))


start_time=time.time()
gevent.joinall([
    gevent.spawn(get_page,'https://www.python.org/'),
    gevent.spawn(get_page,'https://www.yahoo.com/'),
    gevent.spawn(get_page,'https://github.com/'),
])
stop_time=time.time()
print('run time is %s' %(stop_time-start_time))

协程应用:爬虫

Gevent之应用举例二

通过gevent实现单线程下的socket并发

注意 :from gevent import monkey;monkey.patch_all()一定要放到导入socket模块之前,否则gevent无法识别socket的阻塞

server端:

from gevent import monkey;monkey.patch_all()
from socket import *
import gevent

#如果不想用money.patch_all()打补丁,可以用gevent自带的socket
# from gevent import socket
# s=socket.socket()

def server(server_ip,port):
    s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    s.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
    s.bind((server_ip,port))
    s.listen(5)
    while True:
        conn,addr=s.accept()
        gevent.spawn(talk,conn,addr)

def talk(conn,addr):
    try:
        while True:
            res=conn.recv(1024)
            print('client %s:%s msg: %s' %(addr[0],addr[1],res))
            conn.send(res.upper())
    except Exception as e:
        print(e)
    finally:
        conn.close()

if __name__ == '__main__':
    server('127.0.0.1',8080)

client端(多线程并发多个客户端):

from threading import Thread
from socket import *
import threading

def client(server_ip,port):
    c=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) #套接字对象一定要加到函数内,即局部名称空间内,放在函数外则被所有线程共享,则大家公用一个套接字对象,那么客户端端口永远一样了
    c.connect((server_ip,port))

    count=0
    while True:
        c.send(('%s say hello %s' %(threading.current_thread().getName(),count)).encode('utf-8'))
        msg=c.recv(1024)
        print(msg.decode('utf-8'))
        count+=1
if __name__ == '__main__':
    for i in range(500):
        t=Thread(target=client,args=('127.0.0.1',8080))
        t.start()

如何不断的提升程序的运行效率
  ——多进程下开多线程 多线程下开协程。

 

原文地址:http://www.cnblogs.com/chen-ao666/p/16911815.html

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