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Python多任務教程

2023-02-17 07:26:05 後端開發

一.并發和并行

  1. 多任務:一定時間段內,充分利用cpu資源,同時去執行多個任務

  2. 并發: 快速交替的 去執行多任務

  3. 并行: 真正同時的 去執行多任務 ,就是同時進行

二.多行程

1.多行程入門

知識點:

  1. 行程含義: 運行中的程式

  2. 行程特點: cpu資源分配的 最小單位

  3. 多行程模塊: multiprocessing

  4. 行程類: Process

使用步驟:

  1. 導包 : import multiprocessing

  2. 創建物件 : 子行程物件 = multiprocessing.Process(target=任務名)

  3. 開啟行程 : 子行程物件.start()

示例:

import multiprocessing
import time
# 任務1
def dance():
    for i in range(5):
        time.sleep(0.1)
        print('跳舞',i)
# 任務2
def sing():
    for i in range(5):
        time.sleep(0.3)
        print('唱歌',i)
# 多行程放到main內
if __name__ == '__main__':
    # 1.創建行程物件
    p1 = multiprocessing.Process(target=dance)
    p2 = multiprocessing.Process(target=sing)
    # 2.開啟行程
    p1.start()
    p2.start()

2.os模塊獲取行程編號

知識點:

獲取當前行程id: os.getpid()   pid: processing id

獲取父行程id: os.getppid()   ppid: parent processing id

示例:

import multiprocessing
import os
import time
# 任務1
def dance():
    print('dance子行程:', os.getpid(), os.getppid())
    for i in range(5):
        time.sleep(0.1)
        print('跳舞',i)
# 任務2
def sing():
    print('sing子行程:', os.getpid(),os.getppid())
    for i in range(5):
        time.sleep(0.3)
        print('唱歌',i)
# 多行程放到main內
if __name__ == '__main__':
    print('main主行程:',os.getpid())
    # 1.創建行程物件
    p1 = multiprocessing.Process(target=dance)
    p2 = multiprocessing.Process(target=sing)
    # 2.開啟行程
    p1.start()
    p2.start()

3.Process()類的傳參,2種方式

知識點:

  • args: 以元組方式傳參 注意:如果只有一個引數需要加逗號, 如果多個引數順序要任務引數順序一致

  • kwargs: 以字典方式傳參 注意:需要{k:v}形式傳參,k必須和任務的形參名一致

示例:

import multiprocessing
import os
import time
# 任務1
def dance(num):
    print('dance子行程:', os.getpid(), os.getppid())
    for i in range(num):
        time.sleep(0.1)
        print('跳舞',i)
# 任務2
def sing(num):
    print('sing子行程:', os.getpid(), os.getppid())
    for i in range(num):
        time.sleep(0.3)
        print('唱歌',i)
# 多行程放到main內
if __name__ == '__main__':
    print('main主行程:', os.getpid())
    # 1.創建行程物件
    p1 = multiprocessing.Process(target=dance,args=(5,))
    p2 = multiprocessing.Process(target=sing,kwargs={'num':5})
    # 2.開啟行程
    p1.start()
    p2.start()

4.獲取當前行程資訊

知識點:

  1. 獲取當前行程物件: multiprocessing.current_process()

  2. 獲取當前行程name: multiprocessing.current_process().name

  3. 獲取當前行程pid: multiprocessing.current_process().pid

示例:

import multiprocessing
# 任務1
def dance():
    print('dance子行程物件:', multiprocessing.current_process())
    print('dance子行程name:', multiprocessing.current_process().name)
    print('dance子行程id:', multiprocessing.current_process().pid)

# 任務2
def sing():
    print('sing子行程物件:', multiprocessing.current_process())
    print('sing子行程name:', multiprocessing.current_process().name)
    print('sing子行程id:', multiprocessing.current_process().pid)

# 多行程放到main內
if __name__ == '__main__':
    print('main主行程物件:', multiprocessing.current_process())
    print('main主行程name:', multiprocessing.current_process().name)
    print('main主行程id:', multiprocessing.current_process().pid)
    # 1.創建行程物件
    p1 = multiprocessing.Process(target=dance,name='danceProcess')
    p2 = multiprocessing.Process(target=sing,name='singProcess')
    # 2.開啟行程
    p1.start()
    p2.start()

5.注意事項

1. 多行程間不能共享全域變數:

import multiprocessing

mylist = []
# 寫
def write():
    global mylist
    mylist = [1,2,3,4,5]
    print('write:',mylist) # [1, 2, 3, 4, 5]
# 讀
def read():
    global mylist
    print('read:',mylist)  # []  說明多個行程間不共享全域變數

# 多行程需要放到main內
if __name__ == '__main__':
    # 1.創建行程物件
    p1 = multiprocessing.Process(target=write)
    p2 = multiprocessing.Process(target=read)
    # 2.開啟行程
    p1.start()
    p2.start()

2. 主行程默認等待子行程結束再結束:

import multiprocessing
import time


# 任務
def task():
    for i in range(10):
        print('任務進行中...')
        time.sleep(0.2)

# 多任務
if __name__ == '__main__':
    # 1.創建行程物件
    p1 = multiprocessing.Process(target=task)
    # 2.開啟行程
    p1.start()

    # 3.主行程等待0.5秒
    time.sleep(0.5)
    print('主行程中最后一行代碼....')

2. 主行程默認等待子行程結束再結束:

import multiprocessing
import time


# 任務
def task():
    for i in range(10):
        print('任務進行中...')
        time.sleep(0.2)

# 多任務
if __name__ == '__main__':
    # 1.創建行程物件
    p1 = multiprocessing.Process(target=task)
    # 2.開啟行程
    p1.start()

    # 3.主行程等待0.5秒
    time.sleep(0.5)
    print('主行程中最后一行代碼....')

3. 多行程執行是無序的:

import multiprocessing
import time

# 任務
def show():
    time.sleep(2)
    print(multiprocessing.current_process().name)
# 學習中遇到問題沒人解答？小編創建了一個Python學習交流群：711312441
# 多任務
if __name__ == '__main__':
    for _ in range(5):
        # 創建行程物件
        p = multiprocessing.Process(target=show)
        # 開啟行程
        p.start()

6.設定子行程跟著主行程一起結束#

知識點:

方式1 設定子行程守護主行程:  子行程物件.daemon = True   注意: 需要在開啟行程之前設定   

       :                          daemon/?di?m?n/守護行程


方式2 手動銷毀子行程     :  子行程物件.terminate()    terminate:結束,終止

1. 守護主行程:

import multiprocessing
import time


# 任務
def task():
    for i in range(10):
        print('任務進行中...')
        time.sleep(0.2)

# 多任務
if __name__ == '__main__':
    # 1.創建行程物件
    p1 = multiprocessing.Process(target=task)
    # 方式1: 開啟子行程之前設定守護主行程
    p1.daemon = True
    # 2.開啟行程
    p1.start()


    # 3.主行程等待0.5秒
    time.sleep(0.5)
    print('主行程中最后一行代碼....')

2. 手動銷毀子行程:

import multiprocessing
import time


# 任務
def task():
    for i in range(10):
        print('任務進行中...')
        time.sleep(0.2)

# 多任務
if __name__ == '__main__':
    # 1.創建行程物件
    p1 = multiprocessing.Process(target=task)

    # 2.開啟行程
    p1.start()

    # 3.主行程等待0.5秒
    time.sleep(0.5)
    print('主行程中最后一行代碼....')
    
    # 方式2: 手動銷毀子行程
    p1.terminate()

三.多執行緒

1.多執行緒入門

知識點:

  1. 執行緒含義: 行程中 執行代碼的 一個分支 (一個行程至少有一個執行緒)

  2. 執行緒作用: 執行緒是 cpu調度的 最小單位

  3. 多執行緒模塊: threading

  4. 執行緒類: Thread

使用步驟:

  1. 導包 : import threading
  2. 創建物件 : 子執行緒物件 = threading.Thread(target=任務名)
  3. 開啟行程 : 子執行緒物件.start()

示例:

import threading


# 任務1
def dance():
    for i in range(5):
        print('跳舞',i)
# 任務2
def sing():
    for i in range(5):
        print('唱歌',i)

# 多任務
if __name__ == '__main__':
    # 1.創建子執行緒物件
    t1 = threading.Thread(target=dance)
    t2 = threading.Thread(target=sing)
    # 2.開啟執行緒
    t1.start()
    t2.start()

2.多執行緒的傳參

知識點:

args: 以元組方式傳參 注意:如果只有一個引數需要加逗號, 如果多個引數順序要任務引數順序一致

kwargs: 以字典方式傳參 注意:需要{k:v}形式傳參,k必須和任務的形參名一致

與多行程一模一樣

示例:

import threading
"""
args: 以元組方式傳參   注意:如果只有一個引數需要加逗號, 如果多個引數順序要任務引數順序一致
kwargs: 以字典方式傳參  注意:需要{k:v}形式傳參,k必須和任務的形參名一致
"""
# 任務1
def dance(num):
    for i in range(num):
        print('跳舞', i)

# 任務2
def sing(num):
    for i in range(num):
        print('唱歌', i)

# 多任務
if __name__ == '__main__':
    # 1.創建子執行緒物件
    t1 = threading.Thread(target=dance,args=(5,))
    t2 = threading.Thread(target=sing,kwargs={'num':5})
    # 2.開啟執行緒
    t1.start()
    t2.start()

3.多執行緒注意事項

  1. 多執行緒是在一個行程中
import os
import threading
"""
args: 以元組方式傳參   注意:如果只有一個引數需要加逗號, 如果多個引數順序要任務引數順序一致
kwargs: 以字典方式傳參  注意:需要{k:v}形式傳參,k必須和任務的形參名一致
"""
# 任務1
def dance(num):
    print(f'dance子執行緒中當前行程pid:{os.getpid()}')
    for i in range(num):
        print('跳舞', i)

# 任務2
def sing(num):
    print(f'sing子執行緒中當前行程pid:{os.getpid()}')
    for i in range(num):
        print('唱歌', i)

# 多任務
if __name__ == '__main__':
    print(f'main主執行緒中當前行程pid:{os.getpid()}')
    # 1.創建子執行緒物件
    t1 = threading.Thread(target=dance,args=(5,))
    t2 = threading.Thread(target=sing,kwargs={'num':5})
    # 2.開啟執行緒
    t1.start()
    t2.start()

2. 多執行緒是可以共享全域變數

import threading

mylist = []
# 寫
def write():
    global mylist
    mylist = [1,2,3,4,5]
    print('write:',mylist) # [1, 2, 3, 4, 5]
# 讀
def read():
    global mylist
    print('read:',mylist)  # [1, 2, 3, 4, 5] 訪問到了write執行緒修改后的內容說明多執行緒共享全域變數

if __name__ == '__main__':
    # 1.創建執行緒物件
    t1 = threading.Thread(target=write)
    t2 = threading.Thread(target=read)
    # 2.開啟執行緒
    t1.start()
    t2.start()

3. 主執行緒默認等待子執行緒結束再結束

import threading
import time

# 任務
def task():
    for i in range(10):
        print('任務進行中...')
        time.sleep(0.2)

# 多任務
if __name__ == '__main__':
    # 1.創建執行緒物件
    t = threading.Thread(target=task)
    # 2.開啟執行緒
    t.start()

    # 3.為了效果明顯點,主執行緒等待0.5秒
    time.sleep(0.5)
    print('主執行緒中最后一行代碼....')

4. 多執行緒是無序的

import threading
import time

# 任務
def show():
    time.sleep(1)
    print(threading.current_thread().name)

# 多任務
if __name__ == '__main__':
    for _ in range(5):
        # 創建執行緒物件
        p = threading.Thread(target=show)
        # 開啟執行緒
        p.start()

4.設定守護主執行緒

知識點:

方式1: daemon屬性        t.daemon = True       daemon/?di?m?n/守護行程
    
方式2: setDaemon()方法   t.setDaemon(True)

一個是屬性,一個是方法,用哪個都可以

示例:

import threading
import time

# 任務
def task():
    for i in range(10):
        print('任務進行中...')
        time.sleep(0.2)

# 多任務
if __name__ == '__main__':
    # 1.創建執行緒物件
    t = threading.Thread(target=task)
    
    # 方式1: daemon屬性
    # t.daemon = True

    # 方式2: setDaemon()方法
    t.setDaemon(True)
    # 2.開啟執行緒
    t.start()

    # 3.為了效果明顯點,主執行緒等待0.5秒
    time.sleep(0.5)
    print('主執行緒中最后一行代碼....')

5.獲取當前執行緒資訊

知識點:

  1. 獲取當前執行緒物件:threading.current_thread()

  2. 獲取當前執行緒name:threading.current_thread().name

  3. 獲取當前執行緒id:threading.current_thread().native_id

示例:

import threading

def dance():
    print(f'dance當前執行緒物件:{threading.current_thread()}')
    print(f'dance當前執行緒name:{threading.current_thread().name}')
    print(f'dance當前執行緒id:{threading.current_thread().native_id}')

def sing():
    print(f'sing當前執行緒物件:{threading.current_thread()}')
    print(f'sing當前執行緒name:{threading.current_thread().name}')
    print(f'sing當前執行緒id:{threading.current_thread().native_id}')


if __name__ == '__main__':
    print(f'main當前執行緒物件:{threading.current_thread()}')
    print(f'main當前執行緒name:{threading.current_thread().name}')
    print(f'main當前執行緒id:{threading.current_thread().native_id}')

    # 1.創建執行緒物件
    t1 = threading.Thread(target=dance,name='DanceThread')
    t2 = threading.Thread(target=sing,name='SingThread')
    # 2.開啟執行緒
    t1.start()
    t2.start()

6.執行緒安全問題

1. 出現的執行緒安全問題:

import threading

sum = 0

def sum1():
    global sum
    for i in range(1000000):
        sum += 1
    print(sum) # 1114834

def sum2():
    global sum
    for i in range(1000000):
        sum += 1
    print(sum)  # 1339347

# 單任務不會出現問題 正常結果  1000000 2000000
# 多任務出現了問題
if __name__ == '__main__':
    # 1.創建執行緒物件
    t1 = threading.Thread(target=sum1)
    t2 = threading.Thread(target=sum2)
    # 2.開啟執行緒
    t1.start()
    t2.start()

2. 鎖機制解決執行緒安全問題:

import threading

sum = 0

def sum1(lock):
    lock.acquire() # 加鎖
    global sum
    for i in range(1000000):
        sum += 1
    print(sum) # 1000000
    lock.release() # 釋放鎖

def sum2(lock):
    lock.acquire()  # 加鎖
    global sum
    for i in range(1000000):
        sum += 1
    print(sum)  # 2000000
    lock.release()  # 釋放鎖

# 單任務不會出現問題 正常結果  1000000 2000000
# 多任務出現了問題 ,利用鎖機制解決問題
if __name__ == '__main__':
    # 創建一個鎖,保證兩個任務用的是同一個鎖
    lock= threading.Lock()
    # 1.創建執行緒物件
    t1 = threading.Thread(target=sum1,args=(lock,))
    t2 = threading.Thread(target=sum2,args=(lock,))
    # 2.開啟執行緒
    t1.start()
    t2.start()

3. join解決執行緒安全問題:

import threading

sum = 0


def sum1():
    global sum
    for i in range(1000000):
        sum += 1
    print(sum)  # 1000000

def sum2():
    global sum
    for i in range(1000000):
        sum += 1
    print(sum)  # 2000000
# 學習中遇到問題沒人解答？小編創建了一個Python學習交流群：711312441
# 單任務不會出現問題 正常結果  1000000 2000000
# 多任務出現了問題 ,利用join解決問題
if __name__ == '__main__':
    # 1.創建執行緒物件
    t1 = threading.Thread(target=sum1)
    t2 = threading.Thread(target=sum2)
    # 2.開啟執行緒
    t1.start()
    t1.join()  # t1執行緒告訴其他執行緒等我執行完,你們其他執行緒再執行

    t2.start()

四.行程和執行緒對比

關系

  1. 執行緒是依附在行程里面的，沒有行程就沒有執行緒

  2. 一個行程默認提供一條執行緒，行程可以創建多個執行緒

區別

  1. 行程之間不共享全域變數
  2. 執行緒之間共享全域變數，但是要注意資源競爭的問題，解決辦法是互斥鎖或者執行緒同步
  3. 創建行程的資源開銷要比創建執行緒的資源開銷要大
  4. 行程是作業系統 資源分配 的基本單位，執行緒是 CPU調度 的基本單位
  5. 執行緒不能夠獨立執行，必須依存在行程中
  6. 多行程開發比單行程多執行緒開發穩定性要強

優缺點

行程優缺點:
優點：可以用多核
缺點：資源開銷大

執行緒優缺點:
優點：資源開銷小
缺點：不能使用多核

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    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

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