主頁 > 後端開發 > Python行程和執行緒保姆式教學,1個臺機子多只手干活的秘籍

Python行程和執行緒保姆式教學,1個臺機子多只手干活的秘籍

2021-09-29 06:28:15 後端開發

行程執行緒有多重要?剛開始學Python的時候你可能還沒有感覺到,因為你寫的代碼從上到下執行一遍就可以了,但實際上這很初級,實際開發寫專案的時候,為了充分利用電腦配置來加快程式進度,我們往往會用到多行程多執行緒,

就比如說我們的爬蟲,沒有多行程多執行緒的程式就像只能一只手干活,而開啟了多行程多執行緒之后就是幾只幾十只手在干活,你需要10分鐘才能爬完的資料,別人可能1分鐘不到就弄完了,

很多人學習python,不知道從何學起,

很多人學習python,掌握了基本語法過后,不知道在哪里尋找案例上手,

很多已經做案例的人,卻不知道如何去學習更加高深的知識,

那么針對這三類人,我給大家提供一個好的學習平臺,免費領取視頻教程,電子書籍,以及課程的源代碼!

QQ群:701698587

歡迎加入,一起討論 一起學習!

 

 

行程執行緒也是Python入門的最后一個板塊的知識,基本上我的Python新手入門教程系列文章就要更新完了,

 

在開始Python的行程和執行緒教學之前,有一些關于基礎概念需要給大家進行講解,

一、多任務作業系統

作業系統可以執行多個任務,比如我們的Windows系統,除了目前在執行的、你能看得到的幾個任務,還有很多后臺正在執行的任務,可以用Ctrl+Alt+Del鍵調出任務管理器看一下就知道了,

 

我的電腦配置經常會看到有幾核處理器的屬性,例如我的電腦是12核的,也就是說電腦最多能同時執行12個任務,最多運行12個行程同時進行,

 

但為什么我們的電腦卻能夠同時運行幾百個任務呢?

 

其實這得益于作業系統的任務調度,大部分的作業系統是采用搶占時間片的形式進行調度,系統在極其微小的時間內,在多個任務之間進行極快速的切換,比如說8核的作業系統理論上1秒鐘之內只能同時執行8個任務,但是系統在1秒鐘之內可能在上百個任務之間進行切換,A任務執行一下、B任務執行一下、C任務執行一下…結果1秒鐘之內很多任務都能被執行到,造成了肉眼可見的幾百個任務在一直執行,

術語叫“宏觀并行,微觀串行”,實際上電腦在極端的時間內只能執行不超過配置核數的任務數,8核還是只能執行8個任務,

 

1.何為行程?

既然講到了任務,那么行程就是任務,1個行程就相當于1個任務,是作業系統分配資源的最小單位,在python中,想要實作多任務可以使用行程來完成,行程是實作多任務的一種方式,

2.何為執行緒?

行程的多個子任務就稱之為執行緒,執行緒是行程的最小執行單位, 一個行程可以有很多執行緒,每個執行緒執行的任務都不一樣,

 

Python既支持多行程又支持多執行緒,接下來我們就開始進入Python的行程與執行緒的學習,

二、Python的多行程multiprocessing(包)

如果你利用多行程,你的Python代碼是從頭到尾逐行執行的,這其實就是在執行1個行程,這一點應該很好理解,

要想更多利用CPU資源,我們可以利用多行程,這里介紹一個Python多行程時常用的包multiprocessing,它擁有很多的功能,比如子行程、通訊、共享、執行不同的形式等等,我們來了解一些常用的,

1.Process——行程類

Process是multiprocessing里面的一個行程類,通過它就能實作多行程,我們先來看一下它的用法,后面我們會有實際的例子去講述,

Process(target,name,args,kwargs)
  • target是目標,在哪里新開行程讓系統去執行?得給系統一個目標,
  • name是行程的名字,你可以設定也可以不設定,默認是Process-N,N是從1,2,3…N,系統默認從小到大取名,
  • args和kwargs是引數,可用于傳遞到目標,

Process里面有很多方法,其中最常用的就是start()啟動行程的方法,

行程名.start()	#開始行程

舉例:寫好的代碼如下,我想看看開啟和沒開啟多行程呼叫函式的效果,

import time

#2個要同時執行的函式
def music() :
    for i in range(5):  #執行5次
        print("聽音樂中...")
        time.sleep(0.2) #延遲0.2s,目的是讓效果對比更明顯一些

def movie():
    for i in range(5):
        print("看視頻中...")
        time.sleep(0.2) #延遲0.2s
music()
movie()
print("主行程執行完畢")

在沒有開啟多行程時,執行效果如下:

 

可以看到,這是很正常的運行情況,程式從上運行到下,逐行運行,music()里面的三次回圈沒有執行完畢就不會執行movie()里面,以及這兩個函式如果沒有執行完畢,就不會執行最后一行的print(“主行程執行完畢”),

我們再來看在上面案例的代碼中加入多行程:

import time
import multiprocessing


# 2個要同時執行的函式
def music():
    for i in range(5):  # 執行5次
        print("聽音樂中...")
        time.sleep(0.2)  # 延遲0.2s,目的是讓效果對比更明顯一些


def movie():
    for i in range(5):
        print("看視頻中...")
        time.sleep(0.2)  # 延遲0.2s


if __name__ == "__main__":  # 解決Windows系統下呼叫包時的遞回問題
    # 創建子行程
    music_process = multiprocessing.Process(target=music)
    movie_process = multiprocessing.Process(target=movie)

    # 啟用行程
    music_process.start()
    movie_process.start()

    print("主行程執行完畢")

代碼中我加入了一個if陳述句來判斷__name__這個,為什么?因為在Windows系統下, multiprocessing這個包會發生遞回現象,就是會在“匯入模塊—呼叫模塊”之間反復執行,不信你可以把if陳述句去掉,把里面的代碼全部放到外面來執行就會報錯,這是Windows系統下會發生的一個現象,mac、linux等系統是不用加ifl來做判斷的,

關于__name__ = "main"這個知識點我在模塊與包的初始化時候有講過,不懂的可以回去看一下,

運行效果

 

可以看出來,這開啟行程之后,代碼運行時是有3個行程同時進行的,一個是從上往下執行的主行程,執行到下面輸出“主行程執行完畢”,另外兩個子行程去執行music()和movie()行程,從他們的執行速度來看,它們是同時在進行的,所以沒有像剛才那樣非要等其中一個函式里面的代碼執行3遍才開始第2個函式,

同樣的代碼,你們的執行效果可能會跟我有所差異,因為效果是根據系統當前的狀況去隨機分配的,但并不影響你能看出來它的結果是多執行緒在進行,

最后補充一下,前面我們講過Process里面有args和kwargs可進行引數傳遞,args是普遍引數的傳遞,kwargs是以字典的形式進行引數傳遞,我們還是以上面的代碼為例,進行一下有引數傳遞的多進行,

 

2.獲取當前行程的編號

前面我們講到了代碼執行時有多個行程在同時進行任務,那么怎么樣查看當前行程的編號來得知目前有哪些行程在運行呢?哪些是主行程哪些是子行程呢?3個方法,我們先來看一下方法,后面再結合例子一起使用,

(1)獲取當前行程的編號:

需要用到一個os模塊里面的getpid()方法,用法如下:

os.getpid()

(2)獲取當前行程的名字

這里用的還是multiprocessing包,里面有個current_process()的方法,用法如下:

multiprocessing.current_process()

(3)獲取當前父行程(主行程)的編號

子行程是屬于哪個父行程的?這個用的是os模塊里面的getppid() ,用法如下:

os.getppid()

那么方法都看到了,我們來在剛才的例子的基礎上,獲取并列印一下當前行程的名字、編號以及父行程的編號,

 

import time
import multiprocessing
import os


# 2個要同時執行的函式
def music():
    print("music子行程名字:", multiprocessing.current_process())
    print("music子行程編號:", os.getpid())
    print("music所屬主行程的編號:", os.getppid())

    for i in range(5):  # 執行5次
        print("聽音樂中...")
        time.sleep(0.2)  # 延遲0.2s,目的是讓效果對比更明顯一些


def movie(a, b):
    print("movie子行程名字:", multiprocessing.current_process())
    print("movie子行程編號:", os.getpid())
    print("movie所屬主行程的編號:", os.getppid())
    for i in range(5):
        print("看視頻中...")
        time.sleep(0.2)  # 延遲0.2s


if __name__ == "__main__":  # 解決Windows系統下呼叫包時的遞回問題
    # 創建子行程
    music_process = multiprocessing.Process(target=music)
    movie_process = multiprocessing.Process(target=movie, kwargs={"a": 30, "b": 40})

    # 啟用行程
    music_process.start()
    movie_process.start()

    print("主行程編號:",os.getpid())

運行結果:

 

可以只要我們使用獲取執行緒的方法的執行緒,都能被列印出來編號和名字,

三、多執行緒Threading模塊

多行程能同時運行幾個任務,前面我們講過行程的最小單位是執行緒,那么執行緒也同樣可以進行多個任務,如果一個行程只有1個任務(主行程),那么也可以說是只有1個執行緒,就比如我們不使用多行程運行代碼的時候,這時候就可以說1個主行程或1個主執行緒,

1.多執行緒的類Thread類

多執行緒常用的一個模塊是threading,里面有個教Thread的類,跟前面我們將多行程時用到的Process類差不多,我們先來看看用法:

Thread(target=None,name=None,args=(),kwargs=None)
  • target:可執行目標
  • name:執行緒的名字默認Thread-N
  • args/kwargs:目標引數

同樣的,多執行緒也要有開啟的方法,跟前面的也差不多:

start()

還有獲取執行緒名字的方法:

threading.current_thread()

知道了這些知識點,我們開始舉例:用跟上面差不多的例子去使用一下我們的多執行緒,

import threading,time

def music(name,loop):
    for i in range(loop):
        print("聽音樂 %s , 第%s次"%(name,i))
        time.sleep(0.2)

def movie(name,loop):
    for i in range(loop):
        print("看電影%s , 第%s次"%(name,i))
        time.sleep(0.2)

if __name__ =="__main__":
    music_thread = threading.Thread(target=music,args=("最親的人",3))
    movie_thread = threading.Thread(target=movie,args=("唐探2",3))
    music_thread.start()
    movie_thread.start()
    print("主執行緒執行完畢")

運行結果:

聽音樂 最親的人 , 第0次
看電影唐探2 , 第0次
主執行緒執行完畢
聽音樂 最親的人 , 第1次看電影唐探2 , 第1次

看電影唐探2 , 第2次聽音樂 最親的人 , 第2次

可以看出來,我們的多執行緒其實是跟多行程差不多的,同樣可以運行多個任務,這里我們還增加了引數的使用,

 

2.繼承Thread類

我們除了用上面的方法實作多執行緒任務,還可以用繼承類的方式去實作多執行緒,

舉例:通過多執行緒的方式,去列印“涼涼”和“頭發沒了",

import threading,time

#多執行緒的創建
class MyThread(threading.Thread):
    def __init__(self,name):    #初始化
        super().__init__()  #呼叫父類Thread的初始化方法
        self.name = name    #name變成實體屬性
    def run(self):
        #執行緒要做的事情
        for i in range(5):
            print(self.name)
            time.sleep(0.2)
 #實體化子執行緒
t1 = MyThread("涼涼")
t2 = MyThread("頭發沒了")

t1.start()
t2.start()

MyThread這個類是我們自己創建的,它是繼承于父類threading.Thread ,同時我們需要寫上MyThread的初始化方法,每當被呼叫的時候把準備作業做好,super().int() 這個我們也講過了,在前面的面向物件時有講過,不懂的可以去看看面向物件那篇文章的內容,

運行結果:

涼涼
頭發沒了
涼涼
頭發沒了
涼涼頭發沒了

涼涼頭發沒了

涼涼
頭發沒了

隨機效果是有的,你們的效果和我的可能會不一樣,每臺電腦在運行多執行緒代碼時,哪個執行緒能夠搶到時間片誰就先執行,

通過類Thread繼承一樣可以實作多執行緒,

結語

行程執行緒講完之后,基本上Python入門的所有知識點都講完了,剩下的就是一章附加文章了,基本上從開始的Python基礎到后面的高級編程板塊的內容,如果你學完了,你去進階Python的任何方向都是OK的,加油!

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/houduan/303722.html

標籤:其他

上一篇:面試官:有多少種執行緒池、拒絕策略、阻塞佇列?

下一篇:低版本spring-cloud-sleuth的TraceableExecutorService一個坑,注意繞行

標籤雲
其他(157675) Python(38076) JavaScript(25376) Java(17977) C(15215) 區塊鏈(8255) C#(7972) AI(7469) 爪哇(7425) MySQL(7132) html(6777) 基礎類(6313) sql(6102) 熊猫(6058) PHP(5869) 数组(5741) R(5409) Linux(5327) 反应(5209) 腳本語言(PerlPython)(5129) 非技術區(4971) Android(4554) 数据框(4311) css(4259) 节点.js(4032) C語言(3288) json(3245) 列表(3129) 扑(3119) C++語言(3117) 安卓(2998) 打字稿(2995) VBA(2789) Java相關(2746) 疑難問題(2699) 细绳(2522) 單片機工控(2479) iOS(2429) ASP.NET(2402) MongoDB(2323) 麻木的(2285) 正则表达式(2254) 字典(2211) 循环(2198) 迅速(2185) 擅长(2169) 镖(2155) 功能(1967) .NET技术(1958) Web開發(1951) python-3.x(1918) HtmlCss(1915) 弹簧靴(1913) C++(1909) xml(1889) PostgreSQL(1872) .NETCore(1853) 谷歌表格(1846) Unity3D(1843) for循环(1842)

熱門瀏覽
  • 【C++】Microsoft C++、C 和匯編程式檔案

    ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:23 more
  • 例外宣告

    相比于斷言適用于排除邏輯上不可能存在的狀態,例外通常是用于邏輯上可能發生的錯誤。 例外宣告 Item 1:當函式不可能拋出例外或不能接受拋出例外時,使用noexcept 理由 如果不打算拋出例外的話,程式就會認為無法處理這種錯誤,并且應當盡早終止,如此可以有效地阻止例外的傳播與擴散。 示例 //不可 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:27 more
  • Codeforces 1400E Clear the Multiset(貪心 + 分治)

    鏈接:https://codeforces.com/problemset/problem/1400/E 來源:Codeforces 思路:給你一個陣列,現在你可以進行兩種操作,操作1:將一段沒有 0 的區間進行減一的操作,操作2:將 i 位置上的元素歸零。最終問:將這個陣列的全部元素歸零后操作的最少 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:30 more
  • UVA11610 【Reverse Prime】

    本人看到此題沒有翻譯,就附帶了一個自己的翻譯版本 思考 這一題,它的第一個要求是找出所有 $7$ 位反向質數及其質因數的個數。 我們應該需要質數篩篩選1~$10^{7}$的所有數,這里就不慢慢介紹了。但是,重讀題,我們突然發現反向質數都是 $7$ 位,而將它反過來后的數字卻是 $6$ 位數,這就說明 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:36 more
  • 統計區間素數數量

    1 #pragma GCC optimize(2) 2 #include <bits/stdc++.h> 3 using namespace std; 4 bool isprime[1000000010]; 5 vector<int> prime; 6 inline int getlist(int ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:57:47 more
  • C/C++編程筆記:C++中的 const 變數詳解,教你正確認識const用法

    1、C中的const 1、區域const變數存放在堆疊區中,會分配記憶體(也就是說可以通過地址間接修改變數的值)。測驗代碼如下: 運行結果: 2、全域const變數存放在只讀資料段(不能通過地址修改,會發生寫入錯誤), 默認為外部聯編,可以給其他源檔案使用(需要用extern關鍵字修飾) 運行結果: ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:58:04 more
  • 【C++犯錯記錄】VS2019 MFC添加資源不懂如何修改資源宏ID

    1. 首先在資源視圖中,添加資源 2. 點擊新添加的資源,復制自動生成的ID 3. 在解決方案資源管理器中找到Resource.h檔案,編輯,使用整個專案搜索和替換的方式快速替換 宏宣告 4. Ctrl+Shift+F 全域搜索,點擊查找全部,然后逐個替換 5. 為什么使用搜索替換而不使用屬性視窗直 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:59:11 more
  • 【C++犯錯記錄】VS2019 MFC不懂的批量添加資源

    1. 打開資源頭檔案Resource.h,在其中預先定義好宏 ID(不清楚其實ID值應該設定多少,可以先新建一個相同的資源項,再在這個資源的ID值的基礎上遞增即可) 2. 在資源視圖中選中專案資源,按F7編輯資源檔案,按 ID 型別 相對路徑的形式添加 資源。(別忘了先把檔案拷貝到專案中的res檔案 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:19 more
  • C/C++編程筆記:關于C++的參考型別,專供新手入門使用

    今天要講的是C++中我最喜歡的一個用法——參考,也叫別名。 參考就是給一個變數名取一個變數名,方便我們間接地使用這個變數。我們可以給一個變數創建N個參考,這N + 1個變數共享了同一塊記憶體區域。(參考型別的變數會占用記憶體空間,占用的記憶體空間的大小和指標型別的大小是相同的。雖然參考是一個物件的別名,但 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:22 more
  • 【C/C++編程筆記】從頭開始學習C ++:初學者完整指南

    眾所周知,C ++的學習曲線陡峭,但是花時間學習這種語言將為您的職業帶來奇跡,并使您與其他開發人員區分開。您會更輕松地學習新語言,形成真正的解決問題的技能,并在編程的基礎上打下堅實的基礎。 C ++將幫助您養成良好的編程習慣(即清晰一致的編碼風格,在撰寫代碼時注釋代碼,并限制類內部的可見性),并且由 ......

    uj5u.com 2020-09-10 01:00:41 more
最新发布
  • Rust中的智能指標:Box<T> Rc<T> Arc<T> Cell<T> RefCell<T> Weak

    Rust中的智能指標是什么 智能指標(smart pointers)是一類資料結構,是擁有資料所有權和額外功能的指標。是指標的進一步發展 指標(pointer)是一個包含記憶體地址的變數的通用概念。這個地址參考,或 ” 指向”(points at)一些其 他資料 。參考以 & 符號為標志并借用了他們所 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:24:10 more
  • Java的值傳遞和參考傳遞

    值傳遞不會改變本身,參考傳遞(如果傳遞的值需要實體化到堆里)如果發生修改了會改變本身。 1.基本資料型別都是值傳遞 package com.example.basic; public class Test { public static void main(String[] args) { int ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:24:04 more
  • [2]SpinalHDL教程——Scala簡單入門

    第一個 Scala 程式 shell里面輸入 $ scala scala> 1 + 1 res0: Int = 2 scala> println("Hello World!") Hello World! 檔案形式 object HelloWorld { /* 這是我的第一個 Scala 程式 * 以 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:58 more
  • 理解函式指標和回呼函式

    理解 函式指標 指向函式的指標。比如: 理解函式指標的偽代碼 void (*p)(int type, char *data); // 定義一個函式指標p void func(int type, char *data); // 宣告一個函式func p = func; // 將指標p指向函式func ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:52 more
  • Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式

    本文首發于公眾號:Hunter后端 原文鏈接:Django筆記二十五之資料庫函式之日期函式 日期函式主要介紹兩個大類,Extract() 和 Trunc() Extract() 函式作用是提取日期,比如我們可以提取一個日期欄位的年份,月份,日等資料 Trunc() 的作用則是截取,比如 2022-0 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:45 more
  • 一天吃透JVM面試八股文

    什么是JVM? JVM,全稱Java Virtual Machine(Java虛擬機),是通過在實際的計算機上仿真模擬各種計算機功能來實作的。由一套位元組碼指令集、一組暫存器、一個堆疊、一個垃圾回收堆和一個存盤方法域等組成。JVM屏蔽了與作業系統平臺相關的資訊,使得Java程式只需要生成在Java虛擬機 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:23:31 more
  • 使用Java接入小程式訂閱訊息!

    更新完微信服務號的模板訊息之后,我又趕緊把微信小程式的訂閱訊息給實作了!之前我一直以為微信小程式也是要企業才能申請,沒想到小程式個人就能申請。 訊息推送平臺🔥推送下發【郵件】【短信】【微信服務號】【微信小程式】【企業微信】【釘釘】等訊息型別。 https://gitee.com/zhongfuch ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:59 more
  • java -- 緩沖流、轉換流、序列化流

    緩沖流 緩沖流, 也叫高效流, 按照資料型別分類: 位元組緩沖流:BufferedInputStream,BufferedOutputStream 字符緩沖流:BufferedReader,BufferedWriter 緩沖流的基本原理,是在創建流物件時,會創建一個內置的默認大小的緩沖區陣列,通過緩沖 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:49 more
  • Java-SpringBoot-Range請求頭設定實作視頻分段傳輸

    老實說,人太懶了,現在基本都不喜歡寫筆記了,但是網上有關Range請求頭的文章都太水了 下面是抄的一段StackOverflow的代碼...自己大修改過的,寫的注釋挺全的,應該直接看得懂,就不解釋了 寫的不好...只是希望能給視頻網站開發的新手一點點幫助吧. 業務場景:視頻分段傳輸、視頻多段傳輸(理 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:42 more
  • Windows 10開發教程_編程入門自學教程_菜鳥教程-免費教程分享

    教程簡介 Windows 10開發入門教程 - 從簡單的步驟了解Windows 10開發,從基本到高級概念,包括簡介,UWP,第一個應用程式,商店,XAML控制元件,資料系結,XAML性能,自適應設計,自適應UI,自適應代碼,檔案管理,SQLite資料庫,應用程式到應用程式通信,應用程式本地化,應用程式 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:22:35 more