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多线程编程 多线程 线程

多线程编程怎么回事啊?为什么要使用多线程编程线程同步的方法主要有哪些

admin admin 发表于2022-09-02 21:55:10 浏览124 评论0

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多线程编程怎么回事啊


 每个正在系统上运行的程序都是一个进程。每个进程包含一到多个线程。进程也可能是整个程序或者是部分程序的动态执行。线程是一组指令的集合,或者是程序的特殊段,它可以在程序里独立执行。也可以把它理解为代码运行的上下文。所以线程基本上是轻量级的进程,它负责在单个程序里执行多任务。通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。
  什么是多线程?
  多线程是为了使得多个线程并行的工作以完成多项任务,以提高系统的效率。线程是在同一时间需要完成多项任务的时候被实现的。
  使用线程的好处有以下几点:
  ·使用线程可以把占据长时间的程序中的任务放到后台去处理
  ·用户界面可以更加吸引人,这样比如用户点击了一个按钮去触发某些事件的处理,可以弹出一个进度条来显示处理的进度
  ·程序的运行速度可能加快
  ·在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等,线程就比较有用了。在这种情况下我们可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。
  还有其他很多使用多线程的好处,这里就不一一说明了。
  一些线程模型的背景
  我们可以重点讨论一下在Win32环境中常用的一些模型。
  ·单线程模型
  在这种线程模型中,一个进程中只能有一个线程,剩下的进程必须等待当前的线程执行完。这种模型的缺点在于系统完成一个很小的任务都必须占用很长的时间。
  ·块线程模型(单线程多块模型STA)
  这种模型里,一个程序里可能会包含多个执行的线程。在这里,每个线程被分为进程里一个单独的块。每个进程可以含有多个块,可以共享多个块中的数据。程序规定了每个块中线程的执行时间。所有的请求通过Windows消息队列进行串行化,这样保证了每个时刻只能访问一个块,因而只有一个单独的进程可以在某一个时刻得到执行。这种模型比单线程模型的好处在于,可以响应同一时刻的多个用户请求的任务而不只是单个用户请求。但它的性能还不是很好,因为它使用了串行化的线程模型,任务是一个接一个得到执行的。
  ·多线程块模型(自由线程块模型)
  多线程块模型(MTA)在每个进程里只有一个块而不是多个块。这单个块控制着多个线程而不是单个线程。这里不需要消息队列,因为所有的线程都是相同的块的一个部分,并且可以共享。这样的程序比单线程模型和STA的执行速度都要块,因为降低了系统的负载,因而可以优化来减少系统idle的时间。这些应用程序一般比较复杂,因为程序员必须提供线程同步以保证线程不会并发的请求相同的资源,因而导致竞争情况的发生。这里有必要提供一个锁机制。但是这样也许会导致系统死锁的发生。

为什么要使用多线程编程线程同步的方法主要有哪些


多线程就象是人体一样,一直在并行的做许多工作,例如,人可以同时呼吸,血液循环,消化食物的。多线程可以将一个程序划分成多个任务,他们彼此独立的工作,以方便有效的使用处理器和用户的时间.这种比喻精辟,只要我们的机器资源够用,就要尽量提高程序的执行速度,这样能让用户感到舒服。
线程同步的方法:
wait():使一个线程处于等待状态,并且释放所持有的对象的lock。
sleep():使一个正在运行的线程处于睡眠状态,是一个静态方法,调用此方法要捕捉InterruptedException异常。
notify():唤醒一个处于等待状态的线程,注意的是在调用此方法的时候,并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程,而是由JVM确定唤醒哪个线程,而且不是按优先级。
Allnotity():唤醒所有处入等待状态的线程,注意并不是给所有唤醒线程一个对象的锁,而是让它们竞争。

什么是多线程编程什么时候使用


多线程的使用主要是用来处理程序“在一部分上会阻塞”,“在另一部分上需要持续运行”的场合。一般是根据需求,可以用多线程,事件触发,callback等方法达到。但是有一些方法是只有多线程能办到的就只有用多线程或者多进程来完成。
举个简单的例子,能理解就行。假设有这样一个程序,
1会不停的处理收到的所有TCP请求。对于每个TCP请求做不同的操作。不能有遗漏
2有很多特定的请求会向一个服务器发送存储的数据,或者是等待用户输入。
来看看。第1个要求很简单。用个while循环就搞定了。但第2个特性呢。一旦在等待用户输入或者是连接服务器时,程序会“阻塞”一段时间,这一段时间内就无法处理其他的TCP请求了。
所以可以利用多线程,每个线程处理不同的TCP请求。这样程序就不会“阻塞”掉了。
-多线程

什么是多线程,多线程编程的好处是什么


举个例子,你要做饭,你要做的饭是米饭和一个炒菜。
如果是单线程,那么你可以如下做:
第一种方法:先炒菜,然后开始蒸米饭;
第二种方法:先蒸米饭,等米饭熟了再炒菜;
如果是多线程,那么你就可以如下做:
先蒸米饭,在蒸米饭的过程中去炒菜。
有些问题的解决用多线程会提高效率,比如上边的例子。但是有时不会提高效率,反而会影响效率:
比如,你要洗衣服,还打算做家庭作业(假设你是小学生,老师给你布置的家庭作业)。
如果是单线程:你要么洗完衣服做作业,要么做完作业洗衣服。
如果是多线程:你洗一分钟衣服做一分钟作业,交叉进行,显然有些时间都耗在了任务的切换上了。
所以,多线程主要用于,当一个任务需要不占用资源的等待的时候,可以使用空闲的资源
-线程

Python多线程是什么意思


简单地说就是作为可能是仅有的支持多线程的解释型语言(perl的多线程是残疾,PHP没有多线程),Python的多线程是有compromise的,在任意时间只有一个Python解释器在解释Python bytecode。
UPDATE:如评论指出,Ruby也是有thread支持的,而且至少Ruby MRI是有GIL的。
如果你的代码是CPU密集型,多个线程的代码很有可能是线性执行的。所以这种情况下多线程是鸡肋,效率可能还不如单线程因为有context switch
但是:如果你的代码是IO密集型,多线程可以明显提高效率。例如制作爬虫(我就不明白为什么Python总和爬虫联系在一起…不过也只想起来这个例子…),绝大多数时间爬虫是在等待socket返回数据。这个时候C代码里是有release GIL的,最终结果是某个线程等待IO的时候其他线程可以继续执行。
反过来讲:你就不应该用Python写CPU密集型的代码…效率摆在那里…
如果确实需要在CPU密集型的代码里用concurrent,就去用multiprocessing库。这个库是基于multi process实现了类multi thread的API接口,并且用pickle部分地实现了变量共享。
再加一条,如果你不知道你的代码到底算CPU密集型还是IO密集型,教你个方法:
multiprocessing这个module有一个dummy的sub module,它是基于multithread实现了multiprocessing的API。
假设你使用的是multiprocessing的Pool,是使用多进程实现了concurrency
from multiprocessing import Pool
如果把这个代码改成下面这样,就变成多线程实现concurrency
from multiprocessing.dummy import Pool
两种方式都跑一下,哪个速度快用哪个就行了。
UPDATE:
刚刚才发现concurrent.futures这个东西,包含ThreadPoolExecutor和ProcessPoolExecutor,可能比multiprocessing更简单
-多线程

多线程编程的好处及在什么情况下用多线程


CPU是以时间片的方式为进程分配CUP处理时间的,当一个进程以同步的方式去完成几件事情时,此进程必须完成了第一件事情以后再做第二件事,如此按顺序地向CPU请求完成要做的事情。在此单线程的工作模式下,如果把CUP看作是一共有100个时间片的话,CPU可能一直都只是花了其中的10个时间片来处理当前进程所要做的事情,只是用到了CPU的10%的时间片,而其他时间都白白浪费了,当然,实际上CPU的工作模式还是做完一件事以后再去做另一件事,只是CUP的处理速度非常快,很快就处理完成所请求的情事。
为了提高CPU的使用率,采用多线程的方式去同时完成几件事情而互不干扰,如当前进程要完成三件事情1、2、3,那么CPU会分别用10%的时间来同时处理这3件事情,从而让CPU的使用率达到了30%,大大地提高了CPU的利用率。多线程的好处在处理一些特殊的场合其优势尤其明显。比如下载文件,你要一边下载一边显示进度一边保存,在这种情况下,如果没有用多线程的话,没有意外的话一般都会把主线程阻塞,比如进度条的进度根本没有随着已下载的量而变化,堪至是整个窗体都动不了,用多线程就可以很好地解决这个问题。
这里有一个生活实例可能更好地去理解多线程:回去看你女朋友做饭,正常的话她都会把洗好的菜(肉)先放到锅里煮,然后一边洗别的菜或处理别的事情,如:洗碗、收拾桌台准备开饭,人还是一个人,但她同时做几件事情,这样就可以大大地提高效率。总的一句话就是:CPU还是要花同样多的时间去完成所有的事情,但多线程可以让CPU掺插地同时做多件事情,在视觉上让用户觉得计算机在同时帮他处理多件事情,更好地改善用户体验。
了解了多线程的好处以后,就要了解应该在什么样的情况下使用多线程技术。因为并不是说所有情况下用多线程都是好事,因为多线程的情况下,CPU还要花时间去维护,CPU处理各线程的请求时在线程间的切换也要花时间,所以一般情况下是可以不用多线程的,用了有时反而会得不偿失。大多情况下,要用到多线程的主要是需要处理大量的IO操作时或处理的情况需要花大量的时间等等,比如:读写文件、视频图像的采集、处理、显示、保存等。
-线程

如何理解python的多线程编程


线程是程序员必须掌握的知识,多线程对于代码的并发执行、提升代码效率和运行都至关重要。今天就分享一个黑马程序员Python多线程编程的教程,从0开始学习python多任务编程,想了解python高并发实现,从基础到实践,通过知识点 + 案例教学法帮助你想你想迅速掌握python多任务。-多线程

课程内容:

1.掌握多任务实现的并行和并发

2.掌握多进程实现多任务

3.掌握多线程实现多任务

4.掌握合理搭配多进程和线程

适用人群:

1、对python多任务编程感兴趣的在校生及应届毕业生。

2、对目前职业有进一步提升要求,希望从事python人工智能行业高薪工作的在职人员。

3、对python人工智能行业感兴趣的相关人员。

基础课程主讲内容包括:

1.python多任务编程

基础班课程大纲:

00-课程介绍

01-多任务介绍

02-进程介绍

03-使用多进程来完成多任务

04-多进程执行带有参数的任务

05-获取进程的编号

06-进程注意点

07-案例-多进程实现传智视频文件夹多任务拷贝器

08-线程介绍

09-使用多线程执行多任务

10-线程执行带有参数的任务

11-主线程和子线程的结束顺序

12-线程之间的执行顺序是无序

13-线程和进程的对比

14-案例-多线程实现传智视频文件夹多任务拷贝器

15-课程总结


Linux下如何实现shell多线程编程以提高应用程序的响应


Linux中多线程编程拥有提高应用程序的响应、使多cpu系统更加有效等优点,下面小编将通过Linux下shell多线程编程的例子给大家讲解下多线程编程的过程,一起来了解下吧。

#!/bin/bash

#———————————————————————————–

# 此例子说明了一种用wait、read命令模拟多线程的一种技巧

# 此技巧往往用于多主机检查,比如ssh登录、ping等等这种单进程比较慢而不耗费cpu的情况

# 还说明了多线程的控制

#———————————————————————————–

function a_sub

{

# 此处定义一个函数,作为一个线程(子进程)

sleep 3 # 线程的作用是sleep 3s

}

tmp_fifofile=“/tmp/$.fifo” mkfifo $tmp_fifofile # 新建一个fifo类型的文件

exec 6《》$tmp_fifofile # 将fd6指向fifo类型

rm $tmp_fifofile thread=15 # 此处定义线程数

for

((i=0;i《$thread;i++));do echo

done 》&6 # 事实上就是在fd6中放置了$thread个回车符

for

((i=0;i《50;i++));do # 50次循环,可以理解为50个主机,或其他

read -u6 # 一个read -u6命令执行一次,就从fd6中减去一个回车符,然后向下执行,

# fd6中没有回车符的时候,就停在这了,从而实现了线程数量控制

{ # 此处子进程开始执行,被放到后台

a_sub &&

{ # 此处可以用来判断子进程的逻辑

echo “a_sub is finished”

}

||

{ echo “sub error”

}

echo 》&6 # 当进程结束以后,再向fd6中加上一个回车符,即补上了read -u6减去的那个

}

& done wait # 等待所有的后台子进程结束

exec 6》&- # 关闭df6 exit 0

说明:

此程序中的命令

mkfifo tmpfile

和linux中的命令

mknod tmpfile p

效?果相同。区别是mkfifo为POSIX标准,因此推荐使用它。该命令创建了一个先入先出的管道文件,并为其分配文件标志符6。管道文件是进程之间通信的一种方式,注意这一句很重要

exec 6《》$tmp_fifofile # 将fd6指向fifo类型

如果没有这句,在向文件$tmp_fifofile或者&6写入数据时,程序会被阻塞,直到有read读出了管道文件中的数据为止。而执行了上面这一句后就可以在程序运行期间不断向fifo类型的文件写入数据而不会阻塞,并且数据会被保存下来以供read程序读出。-线程

通过运行命令:

time 。/multithread.sh 》/dev/null

最终运算时间: 50/15 = 3组(每组15)+1组(5个《15 组成一个组)= 4组,每组花费时间:3秒,

则 3 * 4 = 12 秒。

传统非多线程的代码 运算时间: 50 * 3 = 150 秒。

上面就是Linux下shell多线程编程的实例介绍了,使用多线程编程还能够改善程序结构,有兴趣的朋友不妨试试看吧。


关于linux下多线程编程


pthread_join 线程停止等待函数没有调用
pthread_create 线程生成后,没有等子线程停止,主线程就先停止了。
主线程停止后,整个程序停止,子线程在没有printf的时候就被结束了。
结论:不是你没有看到结果,而是在子线程printf(“..................\n“);之前整个程序就已经停止了。
#include 《stdio.h》
#include 《stdlib.h》
#include 《sys/types.h》
#include 《string.h》
#include 《unistd.h》
#include 《pthread.h》
#define FALSE -1
#define TRUE 0
void *shuchu( void *dumy )
{
int j;
printf(“..................\n“);
}
int main()
{
int i = 0;
int rc = 0;
int ret1;
pthread_t p_thread1;
if(0!=(ret1 = pthread_create(&p_thread1, NULL, shuchu, NULL)))printf(“sfdfsdfi\n“);
printf(“[%d]\n“,p_thread1);
pthread_join(p_thread1, NULL);
return TRUE;
}
-多线程

linux 编写一个多线程程序,要求主线程创建3个子线程,3个子线程在执行时都修改一个他们的共享变量


void func1(int n)
{
printf(“%d“,n*10);
}
void func1(int n)
{
printf(“%d“,n-10);
}

void func1(int n)
{
printf(“%d“,n/2);
}

int main(void)
{
int n = 10;
pthread_t 1_thread,2_thread,3_thread;
pthread_create(1_thread,NULL,func1,n);
pthread_create(2_thread,NULL,func2,n);
pthread_create(3_thread,NULL,func3,n);
return 0;
}
-线程