18ch

18.2 线程和进程

18.2.1 什么是进程？

18.2.1 什么是进程？

计算机程序只不过是磁盘中可执行的，二进制的数据。它们只有在被读取到内存中，被操作系统调用的时候才开始它们的生命周期。进程（重量级进程）是程序的一 次执行，每个进程都有自己的地址空间，内存，数据栈以及其它记录其运行轨迹的辅助数据。操作系统管理在其上运行的所有进程，并为这些进程公平的分配时间。 进程也可以通过fork和spawn操作来完成其它的任务。不过各个进程有自己的内存空间，数据栈等，所以只能使用进程间通讯（IPC），而不能直接共享 信息。

18.2.2 什么是线程

线程（轻量级进程）跟进程有些相似，不同的是：所有的线程运行在同一个进程中，共享相同的运行环境。它们可以想象成是在主进程或“主线程”中并行运行的“迷你进程”。

线程有开始，顺序执行和结束三部分。它有一个自己的指令指针，记录自己运行到什么地方。线程的运行可能被抢占（中断），或暂时的被挂起（也叫睡眠），让其 它的线程运行，这叫做让步。一个进程中的各个线程之间共享同一片数据空间，所以线程之间可以比进程之间更方便的共享数据以及相互通讯。线程一般都是并发执 行的，正式由于这种并行和数据共享的机制使得多个任务的合作变成可能。实际上，在单CPU的系统中，真正的并发是不可能的，每个线程会被安排成每次只运行 一会，然后就把CPU让出来，让其它的线程去运行。在进程的整个运行过程中，每个线程都只做自己的事，在需要的时候跟其它的线程共享运行的结果。

当然，这样的共享并不是完全没有危险的。如果多个线程共同访问同一片数据，则由于数据访问的顺序不一样，有可能导致数据结果的不一致问题。

另一个需要注意的地方是：由于有的函数会在完成之前阻塞住，在没有特别为多线程做修改的情况下，这种“贪婪”的函数会让CPU的市价分配有所倾斜。导致各个线程分配到的运行时间可能不尽相同，不尽公平。

18.3.5 Python的threading模块

核心提示：避免使用thread模块。更高级别的 threading 模块更为先进，对线程的支持更为完善，而且使用 thread 模块里的属性有可能会与 threading 出现冲突。其次，低级别的 thread 模块的同步原语很少（实际上只有一个），而 threading 模块则有很多。

thread 模块函数
start_new_thread(function,
args, kwargs=None) 产生一个新的线程，在新线程中用指定的参数和可选的
kwargs来调用这个函数。
allocate_lock() 分配一个LockType 类型的锁对象
exit() 让线程退出

LockType类型锁对象方法
acquire(wait=None) 尝试获取锁对象
locked() 如果获取了锁对象返回True，否则返回False
release() 释放锁

例子1：简单的多线程

#!/usr/bin/env python

from random import randint
from time import sleep
from Queue import Queue
from myThread import MyThread

def writeQ(queue):
print 'producing object for Q...'
queue.put('xxx', 1)
print "size now", queue.qsize()

def readQ(queue):
val = queue.get(1)
print 'consumed object from Q... size now', queue.qsize()

def writer(queue, loops):
for i in range(loops):
writeQ(queue)
sleep(randint(1, 3))

def reader(queue, loops):
for i in range(loops):
readQ(queue)
sleep(randint(1, 3))

funcs = [writer, reader]
nfuncs = range(len(funcs))

def main():
nloops = randint(2, 5)
q = Queue(32)

threads = []
for i in nfuncs:
t = MyThread(funcs[i], (q, nloops), funcs[i].__name__)
threads.append(t)

for i in nfuncs:
threads[i].start()

for i in nfuncs:
threads[i].join()

print 'all DONE'

if __name__ == '__main__':
main()

procons.py
18.6相关模块

模块	描述
thread	基本的、低级别的线程模块
threading	高级别的线程和同步对象
Queue	供多线程使用的同步队列
mutex	互斥对象
SocketServer	具有线程控制的TCP和UDP管理器