Python并发编程实战:多线程和多进程的艺术
发布时间: 2024-06-17 23:16:47 阅读量: 13 订阅数: 19 ![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/col_vip.0fdee7e1.png)
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# 1. Python并发编程概述
并发编程是一种编程范式,它允许一个程序同时执行多个任务。在Python中,并发编程可以通过多线程和多进程两种方式实现。
**多线程编程**创建多个线程,每个线程都独立运行,共享相同的内存空间。这种方式适合于计算密集型任务,因为线程之间可以并行执行。
**多进程编程**创建多个进程,每个进程都有自己的内存空间。这种方式适合于I/O密集型任务,因为进程之间不会共享内存,可以避免竞争条件。
# 2. 多线程编程实战
### 2.1 多线程的概念和原理
#### 2.1.1 线程的创建和启动
线程是操作系统中的一个轻量级进程,它与进程共享相同的内存空间和资源,但拥有自己的独立执行流。在Python中,可以使用`threading`模块来创建和管理线程。
```python
import threading
def worker(num):
"""线程工作函数"""
print(f"线程{num}: 开始执行")
# 模拟耗时操作
for i in range(1000000):
pass
print(f"线程{num}: 执行结束")
# 创建一个线程对象
thread1 = threading.Thread(target=worker, args=(1,))
# 启动线程
thread1.start()
```
在上面的代码中,`worker`函数是线程的工作函数,它将被线程执行。`threading.Thread`类的构造函数接受两个参数:`target`指定要执行的函数,`args`指定传递给函数的参数。调用`start()`方法启动线程。
#### 2.1.2 线程的同步和通信
由于线程共享相同的内存空间,因此需要使用同步机制来确保线程安全地访问共享资源。Python提供了多种同步机制,包括锁、事件和条件变量。
**锁**:锁是一种同步机制,它允许一次只有一个线程访问共享资源。在Python中,可以使用`threading.Lock`类来创建锁。
```python
import threading
# 创建一个锁对象
lock = threading.Lock()
def worker(num):
"""线程工作函数"""
lock.acquire() # 获取锁
try:
# 对共享资源进行操作
print(f"线程{num}: 获取锁并执行")
finally:
lock.release() # 释放锁
# 创建多个线程
threads = []
for i in range(5):
thread = threading.Thread(target=worker, args=(i,))
threads.append(thread)
# 启动所有线程
for thread in threads:
thread.start()
# 等待所有线程结束
for thread in threads:
thread.join()
```
在上面的代码中,`lock.acquire()`方法获取锁,`lock.release()`方法释放锁。只有获取到锁的线程才能访问共享资源。
**事件**:事件是一种同步机制,它允许一个线程等待另一个线程完成某个操作。在Python中,可以使用`threading.Event`类来创建事件。
```python
import threading
# 创建一个事件对象
event = threading.Event()
def worker(num):
"""线程工作函数"""
# 模拟耗时操作
for i in range(1000000):
pass
event.set() # 设置事件
# 创建多个线程
threads = []
for i in range(5):
thread = threading.Thread(target=worker, args=(i,))
threads.append(thread)
# 启动所有线程
for thread in threads:
thread.start()
# 等待所有线程结束
for thread in threads:
thread.
```
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