#一、GIL全局解释器锁
GIl是一个互斥锁：保证数据的安全（以牺牲效率来换取数据的安全）
阻止同一个进程内多个线程同时执行（不能并行但能实现并发）
并发：看起来像同时进行的）
GIL全局解释器存在的原因是因为Cpython解释器的内存管理不是线程安全的
垃圾回收机制： （可以作为一种线程）
1、引用计数
2、标记清除
3、分带回收
同一个进程下的多个线程不能实现并行但是能够实现并发，多个进程下的线程能够实现并行
1、存在四个任务：计算密集型的任务 每个耗时10s
单核情况下：多线程好一点，消耗的资源较少
多核情况下：
开四个进程：10s多一些
一个进程下开启四个线程：40多秒
2、存在四个任务：IO密集型的任务 每个任务IO 10s
单核情况下：多线程好一些
多核情况下：多线程好一些
#计算密集与IO密集情况下线程与进程的耗时比较
#计算密集型
from multiprocessing import Process
from threading import Thread
import os,time
def work():
res = 0
for i in range(12345678):
res*=i
if __name__ == '__main__':
l = []
print(os.cpu_count()) #查看cpu核数
start_time = time.time()
for i in range(4): #4个进程或者4个线程去计算
# p = Process(target=work) #run time is 3.224184513092041
p = Thread(target=work) #run time is 6.93839693069458
l.append(p)
p.start()
for p in l:
p.join()
stop_time = time.time()
print('run time is %s'%(stop_time-start_time))
#IO密集型
from multiprocessing import Process
from threading import Thread
import time
def work():
time.sleep(2)
if __name__ == '__main__':
l = []
start_time = time.time()
for i in range(4):
# p = Process(target=work) #2.416138172149658
p = Thread(target=work) #2.0021145343780518
l.append(p)
p.start()
for p in l:
p.join()
stop_time = time.time()
print(stop_time-start_time)
#结果验证正确
#二、GIL与普通锁的对比
#不加其他锁
from threading import Thread
import time
n = 100
def task():
global n
tmp = n
time.sleep(0.1)
n = tmp - 1
t_list = []
for i in range(100):
t = Thread(target=task)
t.start()
t_list.append(t)
for t in t_list:
t.join()
print(n) #99
#解释：当启动线程后，由于GIL的存在，一次只能运行一个线程，在其拿到n=100的值后，遇到IO,进入阻塞态，这时
#系统强制结束该线程，换其他线程来执行，如此循环，导致所有线程拿到的都是n=100的值，最后一个线程结束后，返回的值是
# n=100-1,则为99。 这个结果没有达到我们的初衷，因此需要依靠其他锁来保证数据的安全
#加上其他锁
from threading import Thread,Lock
import time
n=100
mutex = Lock()
def task():
global n
mutex.acquire()
tmp = n
time.sleep(0.1)
n = tmp - 1
mutex.release()
t_list = []
for i in range(100):
t = Thread(target=task)
t_list.append(t)
t.start()
for t in t_list:
t.join()
print(n) #0
#解释：加上了锁以后，第一个线程先拿到了锁，拿到了n=100这个数据，然后遇到了IO阻塞，系统强制结束该进程，其他线程开始运行，但是
#发现数据被加锁了，无法进一步运行，到时间了，系统又让其强制结束，如此往复，直到第一个进程再次拿到了执行权限，此时的阻塞已经过去，
# 该进程进行相关运算，再释放锁，交给其他线程去竞争，如此循环往复，最后得到n = 0
因此对于不同的数据，要想保证安全，需要加上不同的锁去处理
GIL并不能保证数据的安全，他是对Cpython解释器加锁，针对的是线程
保证的是在同一个进程中多个线程一个时间内只能运行一个线程
#三、死锁与递归锁
#死锁
from threading import Thread,Lock
import time
mutex1 = Lock()
mutex2 = Lock()
class MyThead(Thread):
def run(self):
self.fun1()
self.fun2()
def fun1(self):
mutex1.acquire()
print('%s 抢到A锁'%self.name)
mutex2.acquire()
print('%s 抢到了B锁'%self.name)
mutex2.release()
print('%s释放了B锁'%self.name)
mutex1.release()
print('%s 释放了A锁'%self.name)
def fun2(self):
mutex2.acquire()
print('%s抢到了B锁'%self.name)
time.sleep(1)
mutex1.acquire()
print('%s 抢到了A锁'%self.name)
mutex1.release()
print('%s 释放了A锁'%self.name)
mutex2.release()
print('%s 释放了B锁'%self.name)
for i in range(100):
t = MyThead()
t.start()
#结果：
Thread-1 抢到A锁
Thread-1 抢到了B锁
Thread-1释放了B锁
Thread-1 释放了A锁
Thread-1抢到了B锁
Thread-2 抢到A锁
然后程序就会卡着，此时就陷入了死锁
因为线程1拿到了B锁，线程2拿到了A锁，此时彼此拿着对方的命脉，不给对方活路，除非有外力，不然就会一直这样
#递归锁
from threading import RLock,Thread
import time
mutexA = mutexB =RLock()
class MyThead(Thread):
def run(self):
self.fun1()
self.fun2()
def fun1(self):
mutexA.acquire()
print('%s抢到了A锁'%self.name)
mutexB.acquire()
print('%s抢到了B锁'%self.name)
mutexB.release()
print('%s释放了B锁'%self.name)
mutexA.release()
print('%s释放了A锁'%self.name)
def fun2(self):
mutexB.acquire()
print('%s抢到了B锁'%self.name)
time.sleep(1)
mutexA.acquire()
print('%s抢到了A锁'%self.name)
mutexA.release()
print('%s释放了A锁'%self.name)
mutexB.release()
print('%s释放了B锁'%self.name)
for i in range(10):
t = MyThead()
t.start()
#总结
自定义锁一次acquire必须对应一次release，不能连续acquire
递归锁Rlock：这个RLock内部维护着一个Lock和一个counter变量，counter记录了acquire的次数，从而使得资源可以被多次require。
直到一个线程所有的acquire都被release，其他的线程才能获得资源。
mutexA=mutexB=threading.RLock() #一个线程拿到锁，counter加1,该线程内又碰到加锁的情况，则counter继续加1，
这期间所有其他线程都只能等待，等待该线程释放所有锁，即counter递减到0为止
#四、信号量
from threading import Thread,Semaphore
import time,random
sm = Semaphore(5) #相当于厕所有5个茅坑
def task(name):
sm.acquire()
print('%s正在蹲坑'%name)
time.sleep(random.randint(1,5)) #模拟蹲坑耗时
sm.release()
for i in range(20):
t = Thread(target=task,args=('巴豆%s号'%i,))
t.start()
#和普通的互斥锁区别在于,普通的是独立卫生间，所有人抢一个坑位
#信号量 是公共卫生间，有多个茅坑，所有人抢多个坑位
#五、线程 queue 使用import queue ,用法与进程的Queue一样
#先进先出 queue.Queue
#先进后出 queue.LifoQueue
#优先级 queue.PriorityQueue
import queue
q = queue.Queue(3) #队列里最多放置的数据个数
q.put(1)
q.put(2)
print(q.get()) #1
print(q.get()) #2
q = queue.LifoQueue(3)
q.put(1)
q.put(2)
print(q.get()) #2
print(q.get()) #1
q = queue.PriorityQueue(3)
q.put((10,'a'))
q.put((-1,'a'))
q.put((0,'a'))
print(q.get()) #(-1, 'a')
print(q.get()) #(0, 'a')
print(q.get()) #(10, 'a')
#对于优先级，元组里的第一个元素通常是数字，也可以是非数字之间去比较大小
#比较的结果中，该元素越小，优先级越高
#六、event事件
线程的一个关键特性是每个线程都是独立运行且状态不可预测。如果程序中的其 他线程需要通过判断某个线程的状态来确定自己下一步
的操作,这时线程同步问题就会变得非常棘手。为了解决这些问题,我们需要使用threading库中的Event对象。 对象包含一个可由线程
设置的信号标志,它允许线程等待某些事件的发生。在 初始情况下,Event对象中的信号标志被设置为假。如果有线程等待一个Event对象
, 而这个Event对象的标志为假,那么这个线程将会被一直阻塞直至该标志为真。一个线程如果将一个Event对象的信号标志设置为真,
它将唤醒所有等待这个Event对象的线程。
如果一个线程等待一个已经被设置为真的Event对象,那么它将忽略这个事件, 继续执行
event.isSet()：返回event的状态值；
event.wait()：如果 event.isSet()==False将阻塞线程；
event.set()： 设置event的状态值为True，所有阻塞池的线程激活进入就绪状态， 等待操作系统调度；
event.clear()：恢复event的状态值为False。
#多线程尝试连接MySQL
from threading import Thread,Event
import threading
import time,random
# event = Event()
def conn_mysql():
count = 1
while not event.is_set():
if count > 3:
raise TimeoutError('链接超时')
print('<%s>第%s尝试链接'%(threading.current_thread().getName(),count))
event.wait(0.5)
count += 1
print('<%s>链接成功'%threading.current_thread().getName())
def check_mysql():
print('\033[45m[%s]正在检查mysql\033[0m'%threading.current_thread().getName())
time.sleep(random.random())
event.set()
event = Event()
conn1 = Thread(target=conn_mysql)
conn2 = Thread(target=conn_mysql)
check = Thread(target=check_mysql)
conn1.start()
conn2.start()
check.start()