什么叫线程
线程也叫轻量级进程,是操作系统能够进行运算调度的最小单位,它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。
线程自己不用有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源,但它可与同属一个一个进程的其他线程共享其所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤销另一个线程,同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。
为什么要使用多线程
线程在程序中是独立的、并发的执行流。与分隔的进程相比,进程中线程之间的隔离程度药效,它们共享内存、文件句柄和其他进程应有的状态。
因为线程的划分程度小于进程,使得多线程程序的并发性高。进程在执行过程之中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大的提升了程序的运行效率。
线程比进程具有更高的性能,这是由于同一个进程中的线程都有共性,多个线程共享一个进程的虚拟空间。线程的共享环境包括进程代码段、进程的共有数据等,利用这些共享的数据,线程之间很容易实现通信。
操作系统在创建进程时,必须为改进程分配独立的内存空间,并分配大量的相关资源,但创建线程则简单得多。因此,使用多线程来实现并发比使用多进程的性能高得要多。
总结起来,使用多线程编程具有如下几个优点:
1. 进程之间不能共享内存,但线程之间共享内存非常容易。
2. 操作系统在创建进程时,需要为该进程重新分配系统资源,但创建线程的代价则小得多。因此使用多线程来实现多任务并发执行比使用多进程的效率高
3. python语言内置了多线程功能支持,而不是单纯地作为底层操作系统的调度方式,从而简化了python的多线程编程。
线程的创建开销
问题一:创建进程的开销要远大于线程?
如果我们的软件是一个工厂,该工厂有多条流水线,流水线工作需要电源,电源只有一个即cpu(单核cpu)。
一个车间就是一个进程,一个车间至少一条流水线(一个进程至少一个线程);创建一个进程,就是创建一个车间(申请空间,在该空间内建至少一条流水线);而建线程,就只是在一个车间内造一条流水线,无需申请空间,所以创建开销小。
问题二:进程之间是竞争关系,线程之间是协作关系?
车间直接是竞争/抢电源的关系,竞争(不同的进程直接是竞争关系,是不同的程序员写的程序运行的,迅雷抢占其他进程的网速,360把其他进程当做病毒干死) 一个车间的不同流水线式协同工作的关系(同一个进程的线程之间是合作关系,是同一个程序写的程序内开启动,迅雷内的线程是合作关系,不会自己干自己)
线程和进程的区别
- 开进程的开销远大于开线程
import time
from multiprocessing import Process
from threading import Thread
def piao(name):
print('%s piaoing' % name)
time.sleep(2)
print('%s piao end' % name)
if __name__ == '__main__':
# p1 = Process(target=piao, args=('allen',))
# p1.start()
t1 = Thread(target=piao, args=('allen',))
t1.start()
print('主线程')
- 同一进程内的多个线程共享该进程的地址空间
from multiprocessing import Process
from threading import Thread
n = 100
def task():
global n
n = 0
if __name__ == '__main__':
p1 = Process(target=task, )
p1.start()
p1.join()
print('主进程', n)
t1 = Thread(target=task, )
t1.start()
t1.join()
print('主线程', n)
# 主进程 100
# 主线程 0
- 进程PID、线程PID
import os
from multiprocessing import current_process, Process
def task():
print(current_process().pid)
print('子进程的PID:%s 父进程的PID:%s' % (os.getpid(), os.getppid()))
if __name__ == '__main__':
p1 = Process(target=task, )
p1.start()
print('主线程', current_process().pid)
print('主线程', os.getpid())
结果:
主线程 13712
主线程 13712
7240
子进程的PID:7240 父进程的PID:13712
import os
from threading import Thread
def task():
print('子线程:%s' % (os.getpid()))
if __name__ == '__main__':
t1 = Thread(target=task, )
t1.start()
print('主线程', os.getpid())
结果:
子线程:13912
主线程 13912
什么叫多线程
多任务:边吃饭边玩手机
现实生活中有很多这样同时做多件事情的例子,看起来是多个任务都在做,其实本质上我们的额大脑在同一时间依旧只做了一件事。
多线程(Thread):一条路多个道;游戏每个人都有一个账号,两个人同时玩一个游戏;编程main主函数和子函数同时运行