进程，线程与协程 之 线程

上文说到进程，已经分配好车间，口罩原料了，但是得有工人去操作机器才能生产出口罩，车间就相当于进程。车间里必须至少有一个工人才能完成制作口罩的工序，这就是单线程。但是工厂想提高效率，多安排几个工人去生产口罩，这就叫做多线程。
工人可以使用车间的所有资源，就是线程共享进程资源；

工人使用车间内的一个工作间(全局变量，共享内存)工作的时候,为了防止其他工人打扰，会上一把锁，工作完成才会取下，这是线程锁；

有的工作间可以同时容纳多个工人工作，于是就有多把钥匙，每个工人就拿上一把，所有钥匙被取完后，其他工人就只能等着，这是信号量(Semaphore)；

有时候工人之间有合作，当一个工作间的工人工作到满足某个条件时，会发出通知并同时退出工作间，将钥匙交给另外符合条件正在等待的工人完成工作，这叫条件同步；例如员工人只负责把布料用叉车运输到指定的机床。原料抵达后就交给员工B操作，员工A则退出，因为已经不需要员工A了

还有一种工作模式，当一个工人完成到某个指标时，会将工作传递给其它等待这个指标触发的工人工作，这叫事件同步，例如员工A只负责做口罩绳，员工B负责做口罩上色，员工B上完色之后就递交给员工人挂好戴口罩的绳子

并发与并行
并发：当系统只有一个CPU时，想执行多个线程，CPU就会轮流切换多个线程执行，当有一个线程被执行时，其他线程就会等待，但由于CPU调度很快，所以看起来像多个线程同时执行

并行：当系统有多个CPU时，执行多个线程，就可以分配到多个CPU上同时执行

同步与异步
同步：调用者调用一个功能时，必须要等到这个功能执行完返回结果后，才能再调用其他功能

异步：调用者调用一个功能时，不会立即得到结果，而是在调用发出后，被调用功能通过状态、通知来通告调用者，或通过回调函数处理这个调用

先来一波单线程执行，同步堵塞

import threading
import time

def runOnce(sec,i):
    print('循环到 %s',i)
    time.sleep(sec)

if __name__ == '__main__':
    s_time = time.time()
    i = 0
    while i < 100:
        i += 1
        runOnce(1,i)
    print('一共用时：', time.time() - s_time)

很简单的一段循环代码，结果毫无意外

image.png

现在改用多线程执行

import threading #Python多线程模块,利用它启动多线程
import time


def run(sec):
    print('%s 线程开始了！' % threading.current_thread().name)
    time.sleep(sec)
    print('%s 线程结束了！' % threading.current_thread().name)

if __name__ == '__main__':
    s_time = time.time()
    # 产生100个线程
    i = 0
    array = []
    while i < 100:
        i += 1
        # 创建thread对象，target传入线程执行的函数，args传参数
        t = threading.Thread(target=run, args=(1,))
        array.append(t)

    # 使用start()开始执行每一个线程
    for i in array:
        i.start()

    # 等待主线程
    for i in array:
        i.join()

    print('主线程执行结束', threading.current_thread().name)
    print('一共用时：', time.time()-s_time)

执行结果

image.png

同样是循环100次进行打印，但是多线程情况下可以发现打印是无序的（异步，无需等待上一个执行完毕后再执行下一个），而且只使用了1秒钟多一点，假想下假如你同时发送一百条短信，是等待100多秒好一点还是1秒好点？好明显在这中情况下多线程的速度优势就很明显了