這篇文章主要介紹關(guān)于Python中線程、進(jìn)程、協(xié)程的簡(jiǎn)介，文中介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

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一、線程（Thread）

1、定義：線程是操作系統(tǒng)能進(jìn)行運(yùn)算調(diào)度的最小單位，它包含在進(jìn)程中，是進(jìn)程的實(shí)際運(yùn)作單位，一條線程是進(jìn)程中一個(gè)單一順序的控制流，一個(gè)進(jìn)程中可以并發(fā)多個(gè)線程，每條線程并行執(zhí)行不同的任務(wù)。簡(jiǎn)單理解：線程是一系列指令的集合，操作系統(tǒng)通過(guò)這些指令調(diào)用硬件。

2、同一個(gè)線程中的所有線程共享同一個(gè)內(nèi)存空間資源，

二、進(jìn)程（Progress）

1、定義：一個(gè)程序?qū)Ω髻Y源管理和調(diào)用的集合就是進(jìn)程，比如QQ對(duì)網(wǎng)卡、內(nèi)存、硬盤的調(diào)度和管理。對(duì)于操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，某一個(gè)進(jìn)程是統(tǒng)一的整體。進(jìn)程操作CPU就要先創(chuàng)建一個(gè)線程。進(jìn)程本身是一個(gè)資源集合，執(zhí)行需要靠線程。

三、線程和進(jìn)程的區(qū)別

1、同個(gè)進(jìn)程的線程之間共享內(nèi)存空間，包括數(shù)據(jù)交換和通信，但不同進(jìn)程之間的內(nèi)存是獨(dú)立的

2、子進(jìn)程是克隆了一份父進(jìn)程的數(shù)據(jù)，子進(jìn)程之間是互相獨(dú)立的，不能互相訪問(wèn)，數(shù)據(jù)也不能共享。

3、兩個(gè)進(jìn)程要通信，必須通過(guò)一個(gè)中間進(jìn)程代理來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4、一個(gè)線程可以操作同一個(gè)進(jìn)程中的其他線程，但是進(jìn)程只能操作子進(jìn)程

5、對(duì)主線程的修改，可能會(huì)影響到其他的子線程，因?yàn)樗麄児蚕韮?nèi)存數(shù)據(jù)，但對(duì)主進(jìn)程的修改，不會(huì)影響其他子進(jìn)程。

四、多線程的代碼：

import threading
import time


class MyThread(threading.Thread):
    """
    # 用自定義一個(gè)子類的方式來(lái)啟動(dòng)線程
    """

    def __init__(self, n):
        super(MyThread, self).__init__()
        self.n = n

    def run(self):
        print("你好，%s" % self.n)
        time.sleep(2)


start_time = time.time()
thread_list = []

# 啟動(dòng)50個(gè)線程
for i in range(50):
    t1 = MyThread("t%s" % i)
    t1.start()
    thread_list.append(t1)
# 等待所有線程執(zhí)行完畢后主線程再繼續(xù)執(zhí)行
for i in thread_list:
    i.join()

print("總共執(zhí)行時(shí)間：%s" % float(time.time() - start_time))

五、全局解釋器鎖（GIL）

1、定義：GIL 是最流行的 CPython 解釋器（平常稱為 Python）中的一個(gè)技術(shù)術(shù)語(yǔ)，中文譯為全局解釋器鎖，其本質(zhì)上類似操作系統(tǒng)的 Mutex（即互斥鎖，意思是我修改的時(shí)候你不能修改，也就是鎖的意思）

2、功能：在 CPython 解釋器中執(zhí)行的每一個(gè) Python 線程，都會(huì)先鎖住自己，以阻止別的線程執(zhí)行，這樣在同個(gè)時(shí)間一個(gè)CPU只執(zhí)行一個(gè)線程。當(dāng)然，CPython 不可能容忍一個(gè)線程一直獨(dú)占解釋器，check interval 機(jī)制會(huì)在一個(gè)時(shí)間段后釋放前面一個(gè)線程的全局鎖執(zhí)行下一個(gè)線程，以達(dá)到輪流執(zhí)行線程的目的。這樣一來(lái)，用戶看到的就是“偽”并行，即 Python 線程在交替執(zhí)行，來(lái)模擬真正并行的線程。

3、CPython 引進(jìn) GIL，可以最大程度上規(guī)避類似內(nèi)存管理這樣復(fù)雜的競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，有了 GIL，并不意味著無(wú)需去考慮線程安全，因?yàn)榧幢?GIL 僅允許一個(gè) Python 線程執(zhí)行，但別忘了 Python 還有 check interval 這樣的搶占機(jī)制。所以就要引入線程鎖的機(jī)制，保證同個(gè)時(shí)間只有一個(gè)線程修改數(shù)據(jù)。

4、線程鎖的代碼如下

import threading
import time

num = 0

lock_obj = threading.Lock()


def run():
    # 申請(qǐng)鎖，使別的線程進(jìn)不來(lái)
    lock_obj.acquire()
    global num
    time.sleep(1.1)
    num = num + 1
    # 解鎖，解鎖后別的線程可以進(jìn)來(lái)
    lock_obj.release()


t_list = []
start_time = time.time()
# 啟動(dòng)1000個(gè)線程
for i in range(100):
    t1 = threading.Thread(target=run)
    t1.start()
    t_list.append(t1)

for i in t_list:
    i.join()

time.sleep(3)
print("num:%d" % num)
print("time:%f" % float(time.time() - start_time))

六、遞歸鎖：

1、定義：一個(gè)鎖套另外一個(gè)鎖，形成鎖止循環(huán)，這種情況就要用到遞歸鎖RLOCK

import threading, time
def run1():
    print("grab the first part data")
    lock.acquire()
    global num
    num += 1
    lock.release()
    return num
def run2():
    print("grab the second part data")
    lock.acquire()
    global num2
    num2 += 1
    lock.release()
    return num2
def run3():
    lock.acquire()
    res = run1()
    print('--------between run1 and run2-----')
    res2 = run2()
    lock.release()
    print(res, res2)
num, num2 = 0, 0
# 這里如果用Lock()就會(huì)無(wú)限循環(huán)，找不到具體用哪個(gè)鑰匙打開鎖，如果用RLock就不會(huì)，如果又多重鎖嵌套的情況一定要用遞歸鎖
lock = threading.Lock()
for i in range(1):
    t = threading.Thread(target=run3)
    t.start()
while threading.active_count() != 1:
    print("當(dāng)前活躍的線程數(shù)：",threading.active_count())
else:
    print('----all threads done---')
    print("打印num和num2：",num, num2)

七、信號(hào)量（Semaphore）

1、允許同時(shí)間最多幾個(gè)線程進(jìn)入執(zhí)行，每出來(lái)一個(gè)進(jìn)去一個(gè)，同時(shí)保持預(yù)先設(shè)置的線程最大允許數(shù)量。

import threading, time


def run(n):
    semaphore.acquire()
    time.sleep(1)
    print("run the thread: %s\n" % n)
    semaphore.release()

if __name__ == '__main__':
    semaphore = threading.BoundedSemaphore(5)  # 最多允許5個(gè)線程同時(shí)運(yùn)行
    for i in range(22):
        t = threading.Thread(target=run, args=(i,))
        t.start()
while threading.active_count() != 1:
    pass  # print threading.active_count()
else:
    print('----all threads done---')
    #print(num)

八、事件（Event）：

1、定義：通過(guò)標(biāo)識(shí)位和狀態(tài)，來(lái)實(shí)現(xiàn)線程之間的交互。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是一個(gè)標(biāo)志位，只有兩種狀態(tài)，一種是設(shè)置(Event.set())，一直是沒有設(shè)置(Event.clear())。

2、以下代碼實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單事件，一個(gè)線程控制紅綠燈，另外一個(gè)線程控制車子，當(dāng)紅綠燈是紅色的時(shí)候，車子停止，綠的時(shí)候，車子行駛的效果

import time
import threading


event = threading.Event()

def lighter():
    count = 0
    event.set()  # 剛開始的標(biāo)識(shí)位先設(shè)置綠燈
    while True:
        if 5 < count < 10:  # 改成紅燈
            event.clear()  # 把標(biāo)志位清了
            print("\033[41;1mred light is on....\033[0m")
        elif count > 10:
            event.set()  # 變綠燈
            count = 0
        else:
            print("\033[42;1mgreen light is on....\033[0m")
        time.sleep(1)
        count += 1


def car(name):
    while True:
        if event.is_set():  # 代表綠燈
            print("[%s] running..." % name)
            time.sleep(1)
        else:
            print("[%s] sees red light , waiting...." % name)
            event.wait()
            print("\033[34;1m[%s] green light is on, start going...\033[0m" % name)


light = threading.Thread(target=lighter, )
light.start()

car1 = threading.Thread(target=car, args=("Tesla",))
car1.start()

3、Event類還有兩個(gè)方法，wait()等待被設(shè)定，isset()判斷是否被設(shè)定

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