异步以及多进程和多线程

r囧r小猫 2023-10-12 20:57 17阅读 0赞

今天学习高级编程里的多进程和多线程以及异步。

多线程和多进程是计算机编程中的两种并发执行技术。在Python中，我们可以使用\`threading\`模块实现多线程，使用\`multiprocessing\`模块实现多进程。此外，还可以使用\`asyncio\`模块实现异步I/O。

### 一：多线程 ###

多线程允许多个线程在同一个进程中并行执行。线程共享进程的内存空间，因此它们的数据可以很容易地在线程之间共享。然而，由于GIL（全局解释器锁）的存在，Python中的线程并不能充分利用多核CPU。

多线程在I/O密集型任务中表现较好，例如文件读写、网络请求等。以下是一个简单的多线程示例：

python
    
    import threading
    
    import time
    
    def print_numbers():
    
    for i in range(10):
    
    print(i)
    
    time.sleep(1)
    
    def print_letters():
    
    for letter in "abcdefghij":
    
    print(letter)
    
    time.sleep(1.5)
    
    thread1 = threading.Thread(target=print_numbers)
    
    thread2 = threading.Thread(target=print_letters)
    
    thread1.start()
    
    thread2.start()
    
    thread1.join()
    
    thread2.join()

### 二： 多进程 ###

多进程允许多个进程并行执行，每个进程都有自己的内存空间。多进程可以充分利用多核CPU，因此在CPU密集型任务中表现较好，例如计算密集型任务。

以下是一个简单的多进程示例：

python
    
    import multiprocessing
    
    import time
    
    def print_numbers():
    
    for i in range(10):
    
    print(i)
    
    time.sleep(1)
    
    def print_letters():
    
    for letter in "abcdefghij":
    
    print(letter)
    
    time.sleep(1.5)
    
    process1 = multiprocessing.Process(target=print_numbers)
    
    process2 = multiprocessing.Process(target=print_letters)
    
    process1.start()
    
    process2.start()
    
    process1.join()
    
    process2.join()

### 三： 异步I/O ###

异步I/O是一种更高效地处理I/O密集型任务的方法，它允许程序在等待I/O操作时执行其他任务。Python中的\`asyncio\`模块提供了异步I/O支持。

以下是一个简单的异步I/O示例：

python
    
    import asyncio
    
    async def print_numbers():
    
    for i in range(10):
    
    print(i)
    
    await asyncio.sleep(1)
    
    async def print_letters():
    
    for letter in "abcdefghij":
    
    print(letter)
    
    await asyncio.sleep(1.5)
    
    async def main():
    
    task1 = asyncio.create_task(print_numbers())
    
    task2 = asyncio.create_task(print_letters())
    
    await asyncio.gather(task1, task2)
    
    asyncio.run(main())

根据具体的使用场景，您可以选择使用多线程、多进程或异步I/O来实现并发编程。例如，在处理I/O密集型任务时，可以使用多线程或异步I/O，而在处理CPU密集型任务时，可以使用多进程。

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