松江泗泾网站建设,腾讯邮箱注册,app运营成本估算,外包公司是怎么回事知识点 1 并发编程 1.1程序提速手段 1.2多任务 并发 在一个CPU一段时间内交替去执行任务。在各个任务之间快速地切换#xff0c;给人的感觉就是多个任务在“同时进行”。 并行 对于多核CPU处理多任务#xff0c;操作系统会给CPU的每个内核安排一个执行的软件#xff0c;多…知识点 1 并发编程 1.1程序提速手段 1.2多任务 并发 在一个CPU一段时间内交替去执行任务。在各个任务之间快速地切换给人的感觉就是多个任务在“同时进行”。 并行 对于多核CPU处理多任务操作系统会给CPU的每个内核安排一个执行的软件多个内核分别运行不同的程序。 1.3进程 进程定义 一个正在运行的程序或者软件就是一个进程。每个进程都有自己独立的一块内存空间。 静态--程序 动态--进程是“活着”的程序 地址空间、内存、数据栈、用于跟踪执行的辅助程序 1.4线程 线程定义 线程是进程中执行代码的一个分支是CPU调度和分派的基本单位一个进程可以有一个或多个线程各个线程之间共享进程的内存空间。程序中的线程在相同的内存空间中执行并共享许多相同的资源。 线程特点 1.5python对并发编程的支持 多线程 threading利用CPU和IO可以同时执行的原理 多进程 multiprocessing利用多核CPU的能力真正的并行执行任务。 异步IO asyncio利用单线程CPU和IO可以同时执行的原理实现函数异步执行。 注意 利用Lock对资源加锁防止冲突访问。 使用Queue实现不同线程/进程之间的数据通信实现生产者-消费者模式 使用线程池Pool/进程池Pool简化任务提交、等待结果、获取结果 使用subprocess启动外部程序的进程并进行输入输出交互 1.6全局解释器锁GIL 定义 I/O密集型计算采用多线程的方法 1.7根据任务选择并发技术 2 多进程 2.1四种创建方式 os.fork()函数 multiprocessing模块Process类创建进程 Python的多进程包multiprocessing可以完成从单进程到并发执行的转换支持子进程、通信和共享数据、执行不同形式的同步提供了Process、Lock等组件。 创建进程 Process类该类可用来在Windows平台上创建新进程。 直接创建Process类的实例对象 1导入进程包 2Process进程类的说明 通过继承Process类的子类创建实例对象。 注意继承Process类的子类需重写父类的run()方法。 Process子类创建进程 进程池Pool类创建进程 常用方法 2.2进程间通信 常用方法 管道是双向通信数据进程不安全队列是管道加锁来实现的 queue类 3 多线程 线程 进程相当于房子有地址空间、内存、数据栈等浴室、厨房 线程相当于房子里的居住者可以使用浴室洗澡厨房做饭等。 3.1创建线程 threading模块 概述 Python的标准库提供了两个模块_thread和threading_thread是低级模块threading是高级模块对_thread进行了封装。 Python标准库模块threading提供了与线程相关的操作创建线程、启动线程、线程同步。 通过创建threading.Thread对象实例可以创建线程调用Thread对象的start()方法可启动线程。也可以创建Thread的派生类重写run方法然后创建其对象实例来创建线程。 函数样式 常用方法 示例 说明 3.2线程加入join() 语法 Thread对象.join() 作用 若采用 t.join()即让包含代码的线程tc即当前线程“加入”到另外一个线程t的尾部。在线程t执行完毕之前线程tc不能执行。 说明 1. 线程不能加入自己否则将导致Runtime Error形成死锁。 2. 线程不能加入未启动的线程否则将导致Runtime Error。 示例 3.3自定义派生于Thread的对象 定义 通过声明Thread的派生类创建一个子类并重写对象的run方法然后创建其对象实例可创建线程。通过对象的start方法可启动线程并自动执行对象的run方法。 注意 子类的构造器一定要先调用基类的构造器 直接将线程需要做的事写到run方法中 示例 4 锁 4.1锁--线程安全 定义 两种状态 两种模式 线程安全示例 背景 创建工作线程模拟银行现金帐户取款。多个线程同时执行取款操作时如果不使用同步处理会造成账户余额混乱尝试使用同步锁对象Lock以保证多个线程同时执行取款操作时银行现金帐户取款的有效和一致。 代码 5 生产者-消费者模型 5.1生产者和消费者模型 5.2queue模块 两种通信 概念 使用Python标准模块queue提供了适用于多线程编程的先进先出的数据结构即队列用来在生产者和消费者线程之间的信息传递。使用queue模块中的线程安全的队列可以快捷实现生产者和消费者模型。 主要方法 1Queue(maxsize0)构造函数构造指定大小的队列。默认不限定大小 2put(item, blockTrue, timeoutNone)向队列中添加一个项。默认阻塞即队列满的时候程序阻塞等待 3get(blockTrue, timeoutNone)从队列中拿出一个项。默认阻塞即队列为空的时候程序阻塞等待 图示 基于queue.Queue的生产者和消费者模型 6 小结 线程是最小的执行单元而进程由至少一个线程组成。如何调度进程和线程完全由操作系统决定程序自己不能决定什么时候执行执行多长时间。 通过创建threading.Thread对象实例可以创建线程调用Thread对象的start()方法可启动线程。也可以创建Thread的派生类重写run方法然后创建其对象实例来创建线程。 Lock对象锁解决线程安全问题acquire()获得锁release() 释放锁 queue模块提供了线程之间的数据传递put()添加元素get()获取元素
实验
一、实验目的
1. 掌握pycharm的使用
2. 掌握python的面向对象的程序设计概念
3. 掌握多线程的使用
4. 理解python多线程互斥锁 二、实验环境
本次实验需使用实验室提供的Windows主机环境pycharm 三、实验内容
说明基础题为必做题提高题为选做题
1.基础题编写程序实现创建T1、T2、T3三个线程怎样保证线程的执行顺序为T2-T1-T3
import time
import threading
class TestThread(threading.Thread): def __init__(self, thread_name): super(TestThread, self).__init__() self.thread_name thread_name def run(self): time.sleep(2) print(Thread%s\t开始执行 % self.thread_name)
if __name__ __main__:
# 编写代码 import time
import threadingclass TestThread(threading.Thread):def __init__(self, thread_name):super(TestThread, self).__init__()self.thread_name thread_namedef run(self):time.sleep(2)print(Thread%s\t开始执行 % self.thread_name)if __name__ __main__:t1 TestThread(T1)t2 TestThread(T2)t3 TestThread(T3)t2.start() # 首先启动T2t2.join() # 等待T2执行完成t1.start() # 然后启动T1t1.join() # 等待T1执行完成t3.start() # 最后启动T3t3.join() # 等待T3执行完成
2. 基础题将下列程序进行修改要求每次运行结果输出样式为注采用lock import threading,timedef job1(): global A for i in range(10): A 1 print(job1,A)def job2(): global A for i in range(10): A 10 print(job2,A)if __name__ __main__: A 0 t1 threading.Thread(targetjob1) t2 threading.Thread(targetjob2) t1.start() t2.start() t1.join() t2.join()
import threading
import timedef job1():global Alock.acquire()for i in range(10):A 1print(job1, A)lock.release()def job2():global Alock.acquire()for i in range(10):A 10print(job2, A)lock.release()if __name__ __main__:A 0lock threading.Lock() # 创建锁对象t1 threading.Thread(targetjob1)t2 threading.Thread(targetjob2)t1.start()t2.start()t1.join()t2.join()
3.(提高题)编写程序实现使用多线程实现一个模拟银行取钱的程序要求
使用全局变量作为余额存取钱时都只能有一个线程访问全局变量取钱线程和存钱线程同时运行每次存取随机数量的金额直到取钱余额不足时则打印出相关信息并结束程序。
import threading
import time
import randomclass BankAccount:def __init__(self, balance):self.balance balanceself.lock threading.Lock()def deposit(self, amount):with self.lock:time.sleep(random.random()) # 模拟处理时间self.balance amountprint(f存入{amount}元当前余额{self.balance}元)def withdraw(self, amount):with self.lock:time.sleep(random.random()) # 模拟处理时间if self.balance amount:self.balance - amountprint(f取出{amount}元当前余额{self.balance}元)else:print(f余额不足无法取出{amount}元)return Falsereturn Truedef deposit_thread(account):while True:amount random.randint(100, 500)account.deposit(amount)def withdraw_thread(account):while True:amount random.randint(50, 300)if not account.withdraw(amount):breakif __name__ __main__:account BankAccount(1000)deposit_thread threading.Thread(targetdeposit_thread, args(account,))withdraw_thread threading.Thread(targetwithdraw_thread, args(account,))deposit_thread.start()withdraw_thread.start()deposit_thread.join()withdraw_thread.join()
