python-线程进程与队列

it2024-10-16  13

线程,有时被称为轻量级进程,是程序执行流的最小单元线程是程序中一个单一的顺序控制流程。进程内一个相对独立的、可调度的执行单元,是系统独立调度和分派CPU的基本单位指进行中的程序的调度单位。在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作,称为多线程。python中多个cpu无法同时处理一个进程或其子进程,多个cpu可以同时处理多个线程 1 import time 2 def f1(arg): 3 time.sleep(1) 4 print(arg) 5 import threading 6 t = threading.Thread(target = f1,args = (123,)) 7 #t.setDaemon(True)#表示主线程不等子线程 8 t.start()#不代表当前线程会立即被执行 9 t.join(2) #表示主线程到此等待。。。直到子线程执行完成#参数,表示住线程再次最多等待n秒 10 11 print('end') 12 #一秒后显示 13 >>>123 14 >>>end 15 16 import time 17 def f1(arg): 18 time.sleep(1) 19 print(arg) 20 import threading 21 t = threading.Thread(target = f1,args = (123,)) 22 t.setDaemon(True)#表示主线程不等子线程 23 t.start()#不代表当前线程会立即被执行 24 #t.join(2) #表示主线程到此等待。。。直到子线程执行完成#参数,表示住线程再次最多等待n秒 25 26 print('end') 27 #立即显示 28 >>>end #我们可以写个类继承threading模块的Thead类并加入自定义的构造方法, #用来添加新功能 class MyThread(threading.Thread): def __init__(self,func,args): self.func =func self.args = args #继承父类的构造方法 super(MyThread,self).__init__() def run(self): self.func(self.args) def f2(arg): print(arg) obj = MyThread(f2,123) obj.start() >>>123

队列

 

1 #Python中,队列是线程间最常用的交换数据的形式。Queue模块是提供队列操作的模块,不同的队列应用在不同的场景中 2 #queue.Queue先进先出队列 3 #queue.LifoQueue,后进先出队列 4 #queue.PriorityQueue,优先级队列 5 #queue.deque,双向队列 6 7 import queue 8 q = queue.Queue(3)#参数为队列中最大个数 9 print(q.empty())#判断是否为空 10 >>>True 11 print(q.full())#判断队列是否已满 12 >>>False 13 q.put(11) 14 >>>传入元素 15 q.put(22) 16 >>>传入元素 17 #q.put(33,block=False)#最大值为2传入第三个的时候默认阻塞 18 print(q.qsize())#真实队列剩余个数 19 >>>2 20 print(q.maxsize)#最大个数 21 >>>3 22 print(q.get())#取值当队列中取完之后继续取得时候阻塞 23 >>>11 24 q.task_done()#任务完成 25 print(q.get())#取值 26 >>>22 27 q.task_done()#任务完成,用于释放队列 28 q.join()#不带这个的时候程序完成后释放队列,加上的时候阻塞 1 #先进后出队列 2 q = queue.LifoQueue() 3 q.put(123) 4 q.put(456) 5 print(q.get()) 6 #>>>456 7 8 #优先级队列 9 q = queue.PriorityQueue() 10 q.put((1,'alex1')) 11 q.put((1,'alex2')) 12 q.put((3,'alex3')) 13 print(q.get()) 14 >>>(1, 'alex1') 15 16 17 #双向队列 18 q= queue.deque() 19 q.append(123) 20 q.append(333) 21 q.appendleft(456) 22 #从左侧插入队列 23 print(q.pop())#从右侧取值 24 print(q.popleft())#从左侧取值 25 >>>333 26 >>>456

生产者消费者模型

#生产者消费者模型 import queue import threading import time #创建队列 q = queue.Queue(50) #定义消费者 def productor(arg): ''' 买票 :param arg: :return: ''' while True: q.put(str(arg) + '号产生订单')#提交到队列 #创建300个线程发送请求 for i in range(300):#300个线程同时提交订单相当于300个人同时提交订单 t = threading.Thread(target= productor,args= (i,)) t.start() #定义生产者 def consumer(arg): ''' 服务器后台 :param arg: :return: ''' while True: print(str(arg) + '处理了'+q.get())#进程从队列中取订单进行处理 #3个线程同时工作 for j in range(3): t = threading.Thread(target=consumer,args=(j,)) t.start()

线程锁 

 

1 #线程锁 2 import threading 3 import time 4 5 NUM = 10 6 #线程锁线程执行进程通过的接口,用来限制多个线程同时修改一个数据 7 def func(l): 8 global NUM 9 #上锁 10 l.acquire() 11 NUM -=1 12 time.sleep(2) 13 print(NUM) 14 #开锁 15 l.release() 16 #单层锁 17 lock = threading.Lock() 18 #多层锁 19 #lock = threading.RLock() 20 21 for i in range(30): 22 t = threading.Thread(target=func,args = (lock,)) 23 t.start()

信号量

1 #设置可通过线程个数 2 import threading 3 import time 4 NUM =10 5 def func(i,l): 6 global NUM 7 #上锁 8 l.acquire() 9 NUM -=1 10 time.sleep(2) 11 print(NUM,i) 12 #开锁 13 l.release() 14 15 #调用信号量设置每次多少个线程处理进程 16 lock = threading.BoundedSemaphore(5) 17 18 for i in range(30): 19 t = threading.Thread(target= func,args=(i,lock,)) 20 t.start() 1 #event相当于红绿灯,通过一个标识来批量管理线程 2 import threading 3 4 def func(i,e): 5 print(i) 6 e.wait()#检测时什么灯,如果是红灯,停,绿灯,行 7 print(i+100) 8 9 event = threading.Event() 10 11 for i in range(10): 12 t = threading.Thread(target= func,args = (i,event,)) 13 t.start() 14 15 event.clear()#设置成红灯 16 inp = input('>>>') 17 if inp == '1': 18 event.set()#设置成绿灯

 

1 #根据条件限定线程的执行 2 #!/usr/bin/env python 3 # -*- coding:utf-8 -*- 4 #设置条件设置线程数第一种方式 5 import threading 6 def func(i,con): 7 print(i) 8 con.acquire() 9 con.wait() 10 print(i+100) 11 con.release() 12 13 c = threading.Condition() 14 for i in range(10): 15 t = threading.Thread(target=func,args=(i,c)) 16 t.start() 17 18 while True: 19 inp = input('>>>') 20 if inp == 'q': 21 break 22 c.acquire() 23 c.notify(int(inp))#根据输入设置通过几个线程数 24 c.release() 25 26 #第二种 27 import threading 28 29 def condition(): 30 ret =False 31 r = input('>>>') 32 if r == 'true': 33 ret =True 34 else: 35 ret = False 36 return ret 37 38 def func(i,con): 39 print(i) 40 con.acquire() 41 # 设置condition函数为条件返回true继续运行,条件不成立则不执行此线程 42 con.wait_for(condition) 43 print(i+100) 44 con.release() 45 46 c = threading.Condition() 47 for i in range(10): 48 t = threading.Thread(target=func,args=(i,c)) 49 t.start()

Timer

1 #定时器 2 form threading import Time 3 4 def hello(): 5 print('hello') 6 t = Timer(1,hello)#一秒后执行 7 t.start()

线程池

1 import queue 2 import threading 3 import time 4 5 class ThreadPool: 6 def __init__(self,maxsize): 7 self.maxsize = maxsize 8 self._q = queue.Queue(maxsize)#创建队列 9 for i in range(maxsize): 10 self._q.put(threading.Thread)#将创建线程的类放入队列 11 12 def get_thread(self): 13 return self._q.get()#获取队列的值 14 15 def add_thread(self): 16 self._q.put(threading.Thread) 17 18 pool = ThreadPool(5)#设置线程池 19 def task(arg,p): 20 print(arg) 21 time.sleep(1) 22 p.add_thread()#添加新的线程 23 24 for i in range(100): 25 t = pool.get_thread()#当获取5次后,阻塞在此 26 obj = t(target = task,args = (i,pool,))#创建线程调用函数task 27 obj.start() 1 #第二种创建线程池方式 2 #!/usr/bin/env python 3 # -*- coding:utf-8 -*- 4 5 6 import queue 7 import threading 8 import contextlib 9 import time 10 11 StopEvent = object() 12 class Pool: 13 def __init__(self,max_num,max_task_num=None): 14 if max_task_num: 15 self.q=queue.Queue(max_task_num)#创建队列并指定接受任务最大数 16 else: 17 self.q = queue.Queue()#不指定参数 18 self.max_num = max_num#最多有多少个线程 19 self.cancel = False 20 self.terminal = False 21 self.generate_list = []#已创建线程 22 self.free_list = []#空闲线程 23 24 def run(self,func,args,callback = None):#接收参数 25 if self.cancel: 26 return 27 if len(self.free_list) ==0 and len(self.generate_list) < self.max_num:#当没有空闲线程并且,已创建的线程没有达到最大值 28 self.generate_thread() #创建新线程调generte_thread函数 29 w = (func,args,callback,)#将参数传入队列中 30 self.q.put(w)#将参数作为元组传入队列中 31 32 def generate_thread(self): 33 ''' 34 创建线程 35 :return: 36 ''' 37 t = threading.Thread(target=self.call)#执行call函数 38 t.start() 39 def call(self): 40 ''' 41 让线程执行任务 42 :return: 43 ''' 44 current_thread = threading.currentThread#获取当前线程数 45 self.generate_list.append(current_thread)#传入已创建线程列表中 46 event =self.q.get()#获取任务 47 while event != StopEvent:#如果任务不为空 48 func,args,callback = event#将传过来的参数赋值给event 49 try: 50 result = func(args)#执行action(i) 51 success = True#任务执行成功 52 except Exception as e: 53 success = False#action任务执行失败 54 if callback is not None: 55 try: 56 callback(success,result) 57 except Exception as c: 58 pass 59 #event.self.q.get()#继续去任务,当存在任务则执行action不存在则删除当前进程 60 with self.worker_state(self.free_list,current_thread):#任务执行完成后设置该线程为空闲 61 if self.terminal:#如果是空闲的 62 event = StopEvent 63 else: 64 event = self.q.get()#如果不是空闲的,则去取任务 65 else: 66 self.generate_list.remove(current_thread)#如果任务为空则删除当前线程 67 68 def close(self): 69 ''' 70 执行完所有任务后,所有线程停止 71 :return: 72 ''' 73 self.cancel = True 74 full_size = len(self.generate_list)#统计线程个数 75 while full_size:#根据线程个数传入对应个数的False标志 76 self.q.put(StopEvent) 77 full_size -=1 78 79 def terminate(self): 80 """ 81 无论是否还有任务,终止线程 82 """ 83 self.terminal = True 84 85 while self.generate_list: 86 self.q.put(StopEvent) 87 self.q.empty() 88 89 90 @contextlib.contextmanager 91 def worker_state(self, state_list, worker_thread): 92 """ 93 用于记录线程中正在等待的线程数 94 """ 95 state_list.append(worker_thread) 96 try: 97 yield 98 finally: 99 state_list.remove(worker_thread) 100 pool = Pool(5) 101 102 def action(): 103 pass 104 def callback(i): 105 print(i) 106 for i in range(300): 107 ret = pool.run(action,(i,),callback)#将函数i的值与callback函数传入类中

 

转载于:https://www.cnblogs.com/liguangxu/p/5686558.html

相关资源:Python多线程与多进程深度解析[高清 中文]
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