进程、线程、协程介绍

搁浅同学

发布于 2022-12-14 06:25:01

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代码可运行

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代码可运行

学习python，我们肯定绕不过进程、线程、协程的学习，今天我们就简单的学习了解。首先我们了解下它们的基本概念。

进程：进程是操作系统最小调度单元，是系统资源分配的最小单元，进程间资源独享

线程：线程是CPU的最小调度单元，不参与系统资源分配，一般共享进程的资源

协程：既不是进程，也不是线程，由程序进行调度

我们在使用它们的时候，主要用于一些并发的实现，比如我们日常生活中，我们听音乐和wa游戏可以同时进行，这个时候，我们就需要进行并发编程了。所以现在就进程、线程、协程三种实现的方式进行简单实现

进程

进程在python里面的可通过第三方库进行实现，定义两个函数，分别是work1、work2代表听音乐和玩游戏，并统计程序运行的时间，如下

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
import time
from multiprocessing import Process


def work1():
    for i in range(5):
        print("work1: play music~")
        time.sleep(1)


def work2():
    for i in range(5):
        print("work1: play lol~")
        time.sleep(1)

if __name__ == "__main__":
    start = time.time()
    work1()
    work2()
    end = time.time()
    print("共消耗{:.2f}秒".format((end-start)))

以上未使用进程实现时，运行结果如下，先执行玩听音乐，才能玩游戏，共消耗10s

通过进程进行实现并发，如下：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
import time
from multiprocessing import Process


def work1():
    for i in range(5):
        print("work1: play music~")
        time.sleep(1)


def work2():
    for i in range(5):
        print("work1: play lol~")
        time.sleep(1)


if __name__ == "__main__":
    start = time.time()
    p1 = Process(target=work1)  # 创建一个进程对象
    p2 = Process(target=work2)
    p1.start()  # 启动进程
    p2.start()
    p1.join()  # 阻塞主进程，不然会导致
    p2.join()
    end = time.time()
    print("共消耗{:.2f}秒".format((end-start)))

运行结果如下，听音乐和玩游戏可以同时进行，执行时间是5s

线程

我们还是通过以上的示例代码，通过线程进行实现，如下：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
import time
import threading


def work1():
    for i in range(5):
        print("work1: play music~")
        time.sleep(1)


def work2():
    for i in range(5):
        print("work1: play lol~")
        time.sleep(1)


if __name__ == "__main__":
    start = time.time()
    t1 = threading.Thread(target=work1)  # 创建一个线程
    t2 = threading.Thread(target=work2)
    t1.start()  # 启动线程
    t2.start()
    t1.join()  # 阻塞主线程
    t2.join()
    end = time.time()
    print("共消耗{:.2f}秒".format((end - start)))

执行效果和多进程是一样的效果

协程

协程主要是分别可以通过两个库进行实现，分别是gevent和asyncio进行实现，还是以上的示例代码，通过协程实现

gevent进行实现

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
import time
import gevent


def work1():
    for i in range(5):
        print("work1: play music~")
        gevent.sleep(1)


def work2():
    for i in range(5):
        print("work1: play lol~")
        gevent.sleep(1)


if __name__ == "__main__":
    start = time.time()
    g1 = gevent.spawn(work1)
    g2 = gevent.spawn(work2)
    g1.join()
    g2.join()
    end = time.time()
    print("共消耗{:.2f}秒".format((end - start)))

程序执行效果还是一样的

asyncio进行实现

asyncio实现需要使用到两个关键词aysnc await，其中async是用来声明函数式一个协程，await是等待一个函数的，代码如下：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
import time
import asyncio


async def work1():
    for i in range(5):
        print("work1: play music~")
        await asyncio.sleep(1)


async def work2():
    for i in range(5):
        print("work1: play lol~")
        await asyncio.sleep(1)


async def main():
    task1 = asyncio.create_task(work1())
    task2 = asyncio.create_task(work2())
    await task1
    await task2


if __name__ == "__main__":
    start = time.time()
    asyncio.run(main())
    end = time.time()
    print("共消耗{:.2f}秒".format((end - start)))