程序與執行緒的一些知識

介紹程序、執行緒的概念、多程序和多執行緒的區別、python中對多程序和多執行緒的不同的實現方式。

一、程序

程序簡單地說是乙個程式在計算機系統中執行的乙個過程，是作業系統資源分配的基本單位，從更深的層面講，是作業系統的一種抽象。如你在電腦上執行了qq這個軟體，這就是乙個程序。

二、執行緒

然而，乙個程式中往往不止乙個邏輯單元，而是存在多個不同導向的**模組。如，你可以執行qq一邊給乙個人傳檔案一邊和另外乙個人聊天，聊天和傳檔案就是乙個程序中執行不同功能（也就是不同導向的邏輯單元）模組，這就是執行緒。也就是說，執行緒是比程序更小的單位，它們是cpu能夠排程的基本單位，同乙個程序內部，所有執行緒共享資源。

三、多程序和多執行緒的區別

這裡只說最重要的兩個區別：1、多程序每個程序都要分配相應的資源，而同乙個程序的多個執行緒資源是共享的；2、程序之間的通訊需要借助中介，而同一程序的執行緒之間可以直接通訊。

四、python對於多程序的實現

1、基本實現方式

使用process類

import os
from multiprocessing import process
def run_proc(name):
print 'child process %s (%s) running...' % (name, os.getpid())
if __name__ == '__main__':
print 'parent process %s.' % os.getpid()
p_list=
for i in range(5):
p = process(target=run_proc, args=(str(i),))
print 'process will start.'
p_list[i].start()
for p in p_list:
p.join()
print 'process end.'

使用pool類

from multiprocessing import pool
import os, time, random
def run_task(name):
print 'task %s (pid = %s) is running...' % (name, os.getpid())
time.sleep(random.random() * 3)
print 'task %s end.' % name
if __name__=='__main__':
print 'current process %s.' % os.getpid()
p = pool(processes=3)
for i in range(5):
print 'waiting for all subprocesses done...'
p.close()
p.join()
print 'all subprocesses done.'

2、程序間的通訊

程序間的同信必須借助媒介，這裡主要介紹queue，同樣是來自multiprocessing模組的queue類，該類本質就是資料結構中的佇列，可以由父程序例項化乙個物件，傳遞給各個子程序，或者將其公布在網路上，由各個程序同步到程序內部，再進行讀取。

五、python對於多執行緒的實現

1、實現方法與多程序類似，只是它這裡是通過threading模組的thread類。

2、多執行緒的鎖

之前說過，乙個程序內的多個執行緒是共享資源，有些資料只能允許單個執行緒修改，這裡就要用到同步鎖。簡而言之，在程序類例項化乙個threading.rlock()物件，在對資料修改前使用acquire方法獲取資源，完成操作後，使用release方法釋放資源。

同步鎖例子

import threading
mylock = threading.rlock()
num=0
class mythread(threading.thread):
def __init__(self, name):
threading.thread.__init__(self,name=name)
def run(self):
global num
while true:
mylock.acquire()
print '%s locked, number: %d'%(threading.current_thread().name, num)
if num>=4:
mylock.release()
print '%s released, number: %d'%(threading.current_thread().name, num)
break
num+=1
print '%s released, number: %d'%(threading.current_thread().name, num)
mylock.release()
if __name__== '__main__':
thread1 = mythread('thread_1')
thread2 = mythread('thread_2')
thread1.start()
thread2.start()

tips1：全域性直譯器鎖（gil）

python同乙個程序內的多個執行緒無法使用多個cpu，乙個程序只能乙個核，無論該程序有多少執行緒，這是語言直譯器層面的約束，無法通過第三方庫來解決。所以對於計算密集型的程式要使用多程序，而對於網路io 密集型的操作可以使用多執行緒。

tips2：join方法

無論是多執行緒還是多程序，我們都用到了乙個方法join，該方法的作用是進/執行緒同步。當進/執行緒執行該方法時，會阻塞其他進/執行緒，當自身執行完之後才允許其他進/執行緒執行。

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