线程及其相关应用

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1.什么是线程?

计算机中程序运行得实际执行者就是线程，线程又称为轻量级进程每个进程至少会有一个线程，至少有一个主线程，线程的创建由threading模块来执行。

2.多线程开发

线程属性·：

Event 事件类，用于线程同步
Condition 条件类，用于线程同步
Lock/RLock 锁类，用于线程同步
Timer 延时线程，用于在一定事件后执行一个函数
Semaphore/BoundedSemaphore 信号量类，用于线程同步
Barrir 线程同步类型
active_count()/activeCount() 获取当前 alive 状态的所有线程数量
current_thread()/currentThread() 获取当期正在执行的线程对象
get_ident() 获取运行中程序当前线程的唯一编号
enumerate() 获取所有 alive 状态线程列表
local 线程局部数据类
stack_size([size]) 获取线程占用内存栈的大小
main_thread() 获取主线程

3.函数式开发实现

通过threading 模块的Thread函数，可以实现多线程程序的运行
火车票售票案例：
两种模式：1.单线程实现模式：相当于只有一个窗口售票
Threading.Thread(target=()):
2.多线程售票：相当于多个窗口同时售票
if name == "main":

定义多个线程(窗口)

t1 = threading.Thread(name="窗口 1", target=sale_ticket)
t2 = threading.Thread(name="窗口 2", target=sale_ticket)
t3 = threading.Thread(name="窗口 3", target=sale_ticket)
t4= threading.Thread(name="窗口 2", target=sale_ticket)
t5 = threading.Thread(name="窗口 3", target=sale_ticket)

启动五个窗口

t1.start()
t2.start()
t3.start()
T4.start()
T5.start()

3.1线程状态-join

Join:线程的join状态是独占模式，当前线程独占cpu单元，必须等待当前线程执行
完成或者超时以后，才能运行其他线程
火车票售票：独占执行
五个线程同时执行，第一个线程以独占模式执行
那麽其他线程要等到该线程执行完成才能执行
T1.join()
t2.start()
t3.start()
T4.start()
T5.start()

3.2线程管理-锁（Lock\RLock）

多线程程序在运行时，多个线程访问同一部分数据时，很容易造成数据冲突的情况，很容易出现执行结果不符合期望的情况，这就需要锁来解决这个情况
有两种锁：同步锁/互斥锁：Lock；可重用锁：Rlock
创建锁 lock = threading.Lock()
定义锁：lock.acquire()
开锁：lock.release()

3.3死锁-线程管理(Dead Lock)

线程锁固然功能强大，可以管理多个线程之间的共享数据问题
但是同时它的强大也带来了比较纠结的问题，需要开发人员对于锁定的数据有一个良好的认
知，否则特别容易造成死锁的现象，
由于计算机运算速度较快，所以有两种方案可以将问题放大
⚫ 给执行函数添加休眠时间
⚫ 添加线程数量
死锁并不是每次都会出现的，而是程序在执行过程中，根据系统 CPU 时间片的切换机制恰好遇到了重复上锁的情况，就会死锁
实际项目开发过程中，一定要注意死锁情况的影响! ! ! !
这样的情况可以通过可重用锁 RLock 进行锁定处理！
PYTHON 中的互斥锁，只有两种状态，locked 和 unlocked，如果一旦重复上锁就会死锁
但是可重用锁 RLock，在锁定的基础上提供了一个计数器 counter，可以计算上锁的次数然
后通过 release()解锁时就会重新运算计数器，等待计数器清零时所有锁全都释放了！

3.4油条的故事-event实现

两个线程的通信：事件对象：threading.Event
set()添加标记
wait()线程等待-如果当前事件对象被标记~继续运行
clear()清除标记

3.5线程管理-条件（condition）

线程条件 Condition 对象，也是多线程并发模式下一种线程之间通信的友好支持
在某些情况下，我们需要多个线程在运行过程中根据实际操作情况，不同功能的线程在满足
对应的条件时等待、启动两种状态之间进行切换
Condition 对象的属性和方法

名称 描述
acquire() 锁定
release() 解锁
wait() 释放锁，同时阻塞当前线程，等待被唤醒
wait_for() 释放锁，同时阻塞当前线程，等待被唤醒
notify() 唤醒
notify_all() 唤醒所有等待该 condition 条件的线程

线程实现——condition实现
需求：生产者消费者问题，描述的是多个线程之间的通信处理方式和手段。
多个生产者线程生产食品放到指定的食品容器中，并唤醒所有的消费者线程开始就餐
如果食品容器容量饱和，则所有生产者线程等待

3.6线程管理——队列（Queue）

多线程并发编程的重点：是线程之间共享数据的访问问题和线程之间的通信问题
为了解决问题，PYTHON 提供了一个数据类型【队列】可以用于在多线程
并发模式下，安全的访问数据而不会造成数据共享冲突
python 中的 queue 模块提供的队列类型 Queue 的操作模式如下
名称 描述
put([timeout=None]) 向队列中添加数据，队列如果满了，一直阻塞直到超时或者队
列中有数据被删除之后添加成功
get([timeout=None]) 从队列中获取数据，如果队列为空，一直阻塞直到超时或者队
列中添加数据之后获取成功

3.7面向对象开发实现

pytjon人性化的提供了更多强大的多线程开发编程
面向对象的操作模式，让多线程并发更加优秀、

3.8基本语法

面向对象的多线程，主要是让自定义类型派生自 threading.Thread 类
重写 Thread 类型的 run()方法，然后创建自定义线程类的对象之后，调用 start()方法启动