09-1 | 并发编程基本概念

并发编程基本概念

并发和并行的区别：

并发：一段时间内，必须做完一些事情

并行：同一时刻，同时做几件事

并行是并发的一种水平扩展的解决手段。

进程和线程

进程是系统中最小的资源管理单位，是程序运行在内存中的实例。

线程是系统中最小的运算调度单位，包含在进程中，是实际干活的。

线程，有时被称为轻量级进程(Lightweight Process，LWP），是程序执行流的最小单元。
一个标准的线程由线程ID，当前指令指针(PC）、寄存器集合和堆、栈组成。
在许多系统中，创建一个线程比创建一个进程快10-100倍。（并不代表线程速度快于进程）

线程基本概念

线程状态

状态	含义
就绪(Ready)	线程能够运行，但在等待被调度。可能线程刚刚创建启动，或刚刚从阻塞中恢 复，或者被其他线程抢占
运行 (Running)	线程正在运行
阻塞 (Blocked)	线程等待外部事件发生而无法运行，如I/O操作
终止 (Terminated)	线程完成，或退出，或被取消

• 就绪态：线程有资格被调度，有资格分配cpu时间
• 运行态：就绪态线程分配cpu时间后的状态，时间片用完后，线程就回到就绪态
  • 阻塞态：线程运行过程中，如果需要等待 运行资源，则进入阻塞态
    • 阻塞态线程如果条件满足，则回到 就绪态
  • 终止态：线程运行中，被取消或者执行完成，进入终止态

线程启动

运行程序会启动一个解释器进程，在这个进程中派生线程，线程共享一个解释器进程。

import threading


def add():
    print('add ~~~~~~~~~~')


t1 = threading.Thread(target=add, name='add')   # 创建一个线程实例

t1.start()   # 启动线程

参数名	含义
target	线程调用的对象，就是目标函数
name	为线程起个名字
args	为目标函数传递实参，元组
kwargs	为目标函数关键字传参，字典

线程的工作就是执行 target 函数。

线程只能start一次，如果要再次start 需要重新实例化对象。

线程退出

Python没有提供线程退出的方法，线程在下面情况时退出
1、线程函数内语句执行完毕
2、线程函数中抛出未处理的异常

需要注意的是，线程虽然异常退出，但是结束的状态码依然是进程的状态码。

线程传参

因为线程就是执行target函数，所以线程的传参其实就是函数传参，通过args 和 kwargs传参，args传递的是元组，kwargs则是传字典。

import threading


def add(x, y):
    print('add ~~~~~~~~~~{} + {} = {}'.format(x, y, x + y))
    print('in add {}'.format(threading.get_ident()))    # 在线程内，获取线程id


t1 = threading.Thread(target=add, name='add', args=(3,), kwargs={'y': 4})   # 创建一个线程对称

t1.start()
print(t1.ident, t1.name)    # 获取线程的id， 名字

线程属性和方法

名称	含义
current_thread()	返回当前线程对象
main_thread()	返回主线程对象
active_count()	当前处于alive状态的线程个数
enumerate()	返回所有活着的线程的列表，不包括已经终止的线程和未开始的线程
get_ident()	返回当前线程的ID，非0整数

active_count、enumerate方法返回的值还包括主线程。

Thread实例的属性和方法

名称	含义
name	只是一个名字，只是个标识，名称可以重名。getName()、setName()获取、设置这 个名词
ident	线程ID，它是非0整数。线程启动后才会有ID，否则为None。线程退出，此ID依旧可 以访问。此ID可以重复使用
is_alive()	返回线程是否活着

start() 和 run() 区别

需要注意的是：在解释器执行任何函数时，如果函数不返回，解释器不会继续向下执行。

主线程中通过start() 调用系统调用，启动一个工作线程后，并执行工作函数。satrt() 函数就返回了（此时start不会关心 工作线程是否执行完成），主线程也就不会阻塞，worker线程和主线程继续执行。

而执行run() 方法，并不会创建新的工作线程，它的所有执行都是在主线程上执行的。此时主线程必须等待 run方法执行完成并return后才能继续执行下去，也就是此时的主线程 阻塞 了。

start() 方法会创建一个新线程，并在这个新线程上，调用run（）方法，run方法来执行 函数。

可以看到使用run方法后，没有创建新的线程，run方法依然是在主线程上运行的。所以执行run方法，会阻塞主线程运行。

start，run方法为什么只能执行一次分析

在主线程中，start() 和 run() 方法只能执行一次，如果要重新执行的话，需要在重新实例化线程对象，可以从start和run的源码中，查看怎么限制的只能执行一次？

start() 方法

在python37\Lib\threading.py 第847行，如果设置了self._started.is_set，就抛出异常，这里 的self就是实例化的线程对象。

run方法：

run方法是每次执行完成后就删除 target,args,kwargs属性，下次执行就无法传入target等属性，造成无法执行。

https://www.hugbg.com/archives/2738.html