浅析Python中线程以及线程阻塞

2023-05-17 08:42

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进程和线程的概念

进程概念

我们想运行一个程序，首先会将该程序从存储介质上通过IO总线加载进内存中，而后再通过cpu进行调度。这个时候，我么么将这个正在运行的程序称之为进程，它有内存地址、内存空间、数据栈等等信息，进程之间通信一般称之为IPC，常见的方法有管道、消息队列、套接字等。

线程概念

而线程则不同，线程是在进程中运行的，一个进程至少有一个线程。在单个cpu中，同一时刻一个进程只有一个线程在工作，其他则被挂起，也称之为睡眠。由于线程属于进程，所以会共享进程的内存信息。线程之间通信不仅可以使用共享内存来通信，依然可以使用如管道、消息队列、套接字等。

线程优缺点

多线程是一种并发方式，优点为可以同时执行多个任务，用于提升时间和效率。

比如，我们想写一个python服务器下载电影，一次只能下载一部，若我们使用多线程后，可以一次"同时"下载n部，从而提升了效率。

但是有些事多线程不能做的，并发冲突是其中一种。比如掘金点赞功能，如果没有对点赞这个变量进行并发控制，可能会出现数据不一致的情况。

在python中如何使用线程

在使用python写多线程之前，先来看一个小案例，假设我们使用python写了一个下载电影的程序。

import time

def downloadMovie(i):
    print("%s 开始下载编号为%s电影中。。。" % (time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime()), str(i)))
    time.sleep(5)
    print("%s 编号为%s电影下载完毕" % (time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime()), str(i)))

def main():
    for i in range(5):
        downloadMovie(i)

if __name__ == '__main__':
    main()

我们假设模拟下载电影的一个程序，下载过程使用time.sleep代替。在没有使用多线程的时候，它的执行过程如下:

可以看到，它是顺序执行的，需要等上一部下载完毕，才能开始下载下一部。

如果使用线程来做该需求呢？我们可以这样来写：

import time
import threading

def downloadMovie(i):
    print("%s 开始下载编号为%s电影中。。。" % (time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime()), str(i)))
    time.sleep(5)
    print("%s 编号为%s电影下载完毕" % (time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime()), str(i)))

def main():
    for i in range(5):
        t = threading.Thread(target=downloadMovie,args=(i,))
        t.start()

if __name__ == '__main__':
    main()

上述代码，在原始代码基础上，我们引入了threading库，在循环中使用Thread来做线程的实例化对象，我们需要传入target 和args，target需要传入函数名称，args需要传入参数，注意这里参数需要传入可迭代的对象，所以当只有一个参数的时候，也需要在后面加一个,。最后使用start方法让其开始执行。

运行后的效果如下：