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Python并行编程(一):基本概念

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  • 2019-04-24
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简介   1、线程和进程   进程是应用程序的一个执行实例,比如,在桌面上双击浏览器将会运行一个浏览器。线程是一个控制流程,可以在进程内与其他活跃的线程同时执行。控制流程指的是顺序执

 

  1、线程和进程

      进程是应用程序的一个执行实例,比如,在桌面上双击浏览器将会运行一个浏览器。线程是一个控制流程,可以在进程内与其他活跃的线程同时执行。控制流程指的是顺序执行一些机器指令。进程可以包含多个线程,所以开启一个浏览器,操作系统将创建一个进程,并开始执行这个进程的主线程。每一个线程将独立执行一系列的指令,通常是一个函数,并且和其他线程并行执行。然而,同一个进程内的线程可以共享一些地址空间和数据结构。线程也被称作轻量进程,因为它和进程有许多共同点,比如都是可以和其他控制流程同时运行的控制流程,不同于进程的是多个线程可以共享很多资源,特别是地址空间和数据结构等。

      - 进程可以包含多个并行运行的线程

      - 操作系统创建和管理线程比进程更节省CPU资源。线程用于一些小任务,进程用于繁重的任务:运行应用程序

      - 同一个进程下的线程共享地址空间和其他资源,进程之间相互独立

2、在Python中使用进程

      创建called_Process.py

print("Hello Python Parallel!!")closeInput = input("Press ENTER to exit")print("Closing calledProcess")

      创建calling_Process.py

import osimport sys## this is the code to executeprogram = "python"print("Process calling")arguments = ["called_Process.py"]## we call the called_Process.py scriptos.execvp(program, (program,) + tuple(arguments))print("Good Bye!!")

      此时执行calling_Process会通过execvp开启一个新的进程,替换当前的进程,所以Good Bye不会被打印。

      执行结果如下:

      

      再次敲击回车

      

      程序结束

 3、在Python中使用线程

      基于线程的并行是编写并行程序的标准方法。然而Python解释器并不完全是线程安全的,为了支持多线程的Python程序,CPython使用全局解释器锁的技术,但是这意味着同一时间只有一个线程可以执行Python代码;执行某一个线程一小段时间之后,Python会自动切换到下一个线程。GIL并没有完全解决线程安全的问题,如果多个线程视图使用共享数据,还是可能导致未确定的行为。

      线程例子:

from threading import Threadfrom time import sleepclass CookBook(Thread): def __init__(self): Thread.__init__() self.message = "Hello Parallel Python CookBook!!" def print_message(self): print(self.message) def run(self): print("Thread Starting") x = 0 while (x < 10): self.print_message() sleep(2) x += 1 print("Thread Ended")# start the main processprint("Process Started")# create a instancehello_python = CookBook()# start hello_python by runhello_python.start()print("Process Ended")

      启动该脚本输出如下:

      

      主程序执行结束的时候,线程依然会每两秒打印一次信息,证实了线程是在父进程下执行的一个子任务。

      注意:此例子为测试用例,不可在大型程序中留下任何线程在后台默默运行。

 

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