【Python30天速成计划】10.异步以及多进程和多线程

简介: 【Python30天速成计划】10.异步以及多进程和多线程

大家好,我是阿萨。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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