Python进阶：利用线程实现多任务-CFANZ编程社区

文章目录

Python 进阶篇-系列文章全篇
一、多任务的介绍
二、 [重点]线程-基本使用
三、[重点]线程-线程名称、总数量
四、[重点]线程-参数及顺序
五、 [重点]线程-守护线程
六、并行和并发
七、 [重、难点]自定义线程类
八、 [重点]多线程-共享全局变量
九、 [难点]多线程-共享全局变量-问题
十、同步
十一、 [重点]互斥锁(重点)
十二、死锁
案例:多任务版udp聊天器(一)
案例:多任务版udp聊天器(二)
十三、 [重点]TCP服务端框架

一、多任务的介绍

多任务：同一时间有多个任务在执行，这就是多任务
python程序默认是单任务

二、 [重点]线程-基本使用

线程是CPU调度的基本单元
主线程：程序启动后有一个默认的主线，通常称为主线

作用：1）创建子线程 2）等其他子线程执行结束后，做关闭操作

子线程：程序的一个分支
子线程创建

导入模块 threading
创建线程对象 threading.Thread(target=执行的分支函数名)
启动子线程线程对象.start()

三、[重点]线程-线程名称、总数量

获取线程的数量：正在活跃的线程数量

threading.enumerate() — 当前活跃的线程对象列表

长度: len（threading.enumerate()）

获取线程的名称

threading.current_thread() 获取当前的线程对象，对象中含有名称

四、[重点]线程-参数及顺序

线程参数

元组 args

threading.Tread(target=xxx, args=(参数1,参数2,…))

元组中元素的顺序和函数的参数顺序一致

字典 kwargs

# 2、使用字典传递 threading.Thread(target=xxx, kwargs={"参数名": 参数值,...})

混合元组和字典

# 3、混合使用元组和字典 threading.Thread(target=xxx, args=(参数1,参数2,...), kwargs={"参数名": 参数值,...}) thread_sing = threading.Thread(target=sing, args=(10, ), kwargs={"c": 1000, "b": 10})

线程顺序: 线程的执行顺序是无序的（线程有CPU调度执行，CPU会根据系统运行状态按照自己的调度算法去调度执行）

五、 [重点]线程-守护线程

线程守护：子线程和主线的一种约定（当主线程结束后，子线程也结束）

子线程.setDaemon(True)

六、并行和并发

并发：任务数大于 CPU的核心数，这就是并发执行
并行：任务数小于或等于 CPU的核心数，这就是并行

七、 [重、难点]自定义线程类

自定义线程类的步骤

导入模块
创建类并且继承 threading.Thread

class MyThread(threading.Thread):

重写父类的run方法

def run(self):

…

创建对象并且调用.start()

mythread = MyThread()

mythread.start()

底层原理
Thread类

run方法
start()
start()中调用了run方法

自定义线程类的init方法问题

子类先通过super调用父类的初始化方法，子类再初始化

def __init__(self,num): # 先去调用父类的init方法 super().__init__() self.num = num

八、 [重点]多线程-共享全局变量

多线程之间可以共享全局变量

九、 [难点]多线程-共享全局变量-问题

存在的问题：多个线程同时访问同一个资源，出现资源竞争的问题
解决方法：优先让某个线程先执行

线程对象.join()

缺点：把多线程变成了单线程，影响整体性能

十、同步

同步：在多任务中多个任务执行有先后顺序，一个执行完毕后，另外一个再执行
异步：在多任务中多个任务执行没有先后顺序，多个任务同时执行
线程的锁机制：当线程获取资源后，立刻进行锁定，资源使用完毕后再解锁，有效的保证同一时间只有
线程在使用资源

十一、 [重点]互斥锁(重点)

互斥锁使用分三步：

创建一把锁

lock1 = threading.Lock()

上锁

lock1.acquire()

解锁

lock1.release()

互斥锁的使用原则：尽可能少的锁定竞争资源

十二、死锁

死锁：在多线程中，两个线程都占用一些资源，而且同一时间都在等待对方释放资源，这种状态就是死锁状态
避免：锁使用完毕后，要及时释放

案例:多任务版udp聊天器(一)

创建一个子线程，单独用来接收信息

# 创建子线程，单独接收用户发送的信息 thread_recvmsg = threading.Thread(target=recv_msg, args=(udp_socket, )) # 启动子线程 thread_recvmsg.start()

删除接收信息的菜单和判断
可以接收多条信息

def recv_msg(udp_socket):
    """接收信息的函数"""

    while True:
        # 1) 使用socket接收数据
        # (b'\xe4\xbc\x91\xe6\x81\xaf\xe4\xbc\x91\xe6\x81\xaf\xe6\x89\x80', ('192.168.150.93', 8080))
        recv_data, ip_port = udp_socket.recvfrom(1024)
        # 2）解码数据
        recv_text = recv_data.decode()
        # 3）输出显示
        print("接收到[%s]的消息：%s" % (str(ip_port), recv_text))

案例:多任务版udp聊天器(二)

让子线程守护主线程

# 设置子线程守护主线程 thread_recvmsg.setDaemon(True)

十三、 [重点]TCP服务端框架

tcp的服务器

1、导入模块
2、创建套接字
3、设置地址可以重用
4、绑定端口
5、设置监听，套接字有主动设置为被动
6、接受客户端连接
7、接收客户端发送的信息
8、解码数据并且进行输出
9、关闭和当前客户端的连接

支持多线程，思想：每来一个新的客户端，我创建一个新的线程

while True:
    # 6、接受客户端连接
    new_client_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()
    print("新用户上线:",ip_port)
    # recv_msg(new_client_socket,ip_port)

    # 创建线程
    thread_recvmsg = threading.Thread(target=recv_msg, args=(new_client_socket, ip_port))
    # 设置线程守护
    thread_recvmsg.setDaemon(True)

    # 启动线程
    thread_recvmsg.start()