什么是Python線程-創(chuàng)新互聯(lián)

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什么是Python線程？針對這個(gè)問題，這篇文章詳細(xì)介紹了相對應(yīng)的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個(gè)問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

Python線程

進(jìn)程有很多優(yōu)點(diǎn)，它提供了多道編程，可以提高計(jì)算機(jī)CPU的利用率。既然進(jìn)程這么優(yōu)秀，為什么還要線程呢？其實(shí)，仔細(xì)觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)進(jìn)程還是有很多缺陷的。

主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：

進(jìn)程只能在一個(gè)時(shí)間做一個(gè)任務(wù)，如果想同時(shí)做兩個(gè)任務(wù)或多個(gè)任務(wù)，就必須開啟多個(gè)進(jìn)程去完成多個(gè)任務(wù)。

進(jìn)程在執(zhí)行的過程中如果阻塞，例如等待輸入，整個(gè)進(jìn)程就會(huì)掛起，即使進(jìn)程中有些工作不依賴于輸入的數(shù)據(jù)，也將無法執(zhí)行。

每個(gè)進(jìn)程都有自己的獨(dú)立空間，所以多進(jìn)程的創(chuàng)建，銷毀相比于多線程更加耗時(shí)，也更加占用系統(tǒng)資源。

進(jìn)程是資源分配的最小單位，線程是CPU調(diào)度的最小單位，每一個(gè)進(jìn)程中至少有一個(gè)線程?！?/p>

線程與進(jìn)程的區(qū)別

可以歸納為以下4點(diǎn)：

1）地址空間：進(jìn)程間相互獨(dú)立的每個(gè)進(jìn)程都有自己獨(dú)立的內(nèi)存空間，也就是說一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的數(shù)據(jù)在另一個(gè)進(jìn)程是不可見的。但同一進(jìn)程中的各線程間數(shù)據(jù)是共享的。

2）通信：由于每個(gè)進(jìn)程有自己獨(dú)立的內(nèi)存空間，所以進(jìn)程間通信需要IPC，而進(jìn)程內(nèi)的數(shù)據(jù)對于多個(gè)線程來說是共享的，每個(gè)線程都可以訪問，所以為了保證數(shù)據(jù)的一致性，需要使用鎖。

3）調(diào)度和切換：線程上下文切換比進(jìn)程上下文切換要快得多。

4）在多線程操作系統(tǒng)中，進(jìn)程不是一個(gè)可執(zhí)行的實(shí)體，它主要的功能是向操作系統(tǒng)申請一塊內(nèi)存空間，然后在內(nèi)存空間中開線程來執(zhí)行任務(wù)，相當(dāng)于一個(gè)容器，容器中的線程才是真正的執(zhí)行體。一個(gè)進(jìn)程可以包含多個(gè)線程，而一個(gè)線程是不能包含進(jìn)程的。因?yàn)檫M(jìn)程是系統(tǒng)分配資源的最小單位，所以線程不能向操作系統(tǒng)申請自己的空間，但一個(gè)線程內(nèi)可以包含多個(gè)線程。

線程的特點(diǎn)：

在多線程的操作系統(tǒng)中，通常是在一個(gè)進(jìn)程中包括多個(gè)線程，每個(gè)線程都是作為利用CPU的基本單位，是花費(fèi)最小開銷的實(shí)體。線程具有以下屬性。

1）輕型實(shí)體

線程中的實(shí)體基本上不擁有系統(tǒng)資源，只是有一點(diǎn)必不可少的、能保證獨(dú)立運(yùn)行的資源。

線程的實(shí)體包括程序、數(shù)據(jù)和TCB。線程是動(dòng)態(tài)概念，它的動(dòng)態(tài)特性由線程控制塊TCB（Thread Control Block）描述。

2）獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位。

在多線程OS中，線程是能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位，因而也是獨(dú)立調(diào)度和分派的基本單位。由于線程很“輕”，故線程的切換非常迅速且開銷小（在同一進(jìn)程中的）。

3）共享進(jìn)程資源。

在同一進(jìn)程中的各個(gè)線程，都可以共享該進(jìn)程所擁有的資源，這首先表現(xiàn)在：所有線程都具有相同的進(jìn)程id，這意味著，線程可以訪問該進(jìn)程的每一個(gè)內(nèi)存資源；此外，還可以訪問進(jìn)程所擁有的已打開文件、定時(shí)器、信號量機(jī)構(gòu)等。由于同一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的線程共享內(nèi)存和文件，所以線程之間互相通信不必調(diào)用內(nèi)核。

4）可并發(fā)執(zhí)行

在一個(gè)進(jìn)程中的多個(gè)線程之間，可以并發(fā)執(zhí)行，甚至允許在一個(gè)進(jìn)程中所有線程都能并發(fā)執(zhí)行；同樣，不同進(jìn)程中的線程也能并發(fā)執(zhí)行，充分利用和發(fā)揮了處理機(jī)與外圍設(shè)備并行工作的能力。

線程的實(shí)現(xiàn)可以分為兩類：

用戶級線程(User-Level Thread)和內(nèi)核級線程(Kernel-Level Thread)，后者又稱為內(nèi)核支持的線程或輕量級進(jìn)程。在多線程操作系統(tǒng)中，各個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式并不相同，在有的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了用戶級線程，有的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了內(nèi)核級線程。 

用戶線程和內(nèi)核線程的區(qū)別：

1、內(nèi)核支持線程是OS內(nèi)核可感知的，而用戶級線程是OS內(nèi)核不可感知的。

2、用戶級線程的創(chuàng)建、撤消和調(diào)度不需要OS內(nèi)核的支持，是在語言（如Java）這一級處理的；而內(nèi)核支持線程的創(chuàng)建、撤消和調(diào)度都需OS內(nèi)核提供支持，而且與進(jìn)程的創(chuàng)建、撤消和調(diào)度大體是相同的。

3、用戶級線程執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用指令時(shí)將導(dǎo)致其所屬進(jìn)程被中斷，而內(nèi)核支持線程執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用指令時(shí)，只導(dǎo)致該線程被中斷。

4、在只有用戶級線程的系統(tǒng)內(nèi)，CPU調(diào)度還是以進(jìn)程為單位，處于運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)程中的多個(gè)線程，由用戶程序控制線程的輪換運(yùn)行；在有內(nèi)核支持線程的系統(tǒng)內(nèi)，CPU調(diào)度則以線程為單位，由OS的線程調(diào)度程序負(fù)責(zé)線程的調(diào)度。

5、用戶級線程的程序?qū)嶓w是運(yùn)行在用戶態(tài)下的程序，而內(nèi)核支持線程的程序?qū)嶓w則是可以運(yùn)行在任何狀態(tài)下的程序。

內(nèi)核線程的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)有多個(gè)處理機(jī)時(shí)，一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線程可以同時(shí)執(zhí)行。

缺點(diǎn)：由內(nèi)核進(jìn)行調(diào)度。

用戶線程的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：

線程的調(diào)度不需要內(nèi)核直接參與，控制簡單。

可以在不支持線程的操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。

創(chuàng)建和銷毀線程、線程切換代價(jià)等線程管理的代價(jià)比內(nèi)核線程少得多。

允許每個(gè)進(jìn)程定制自己的調(diào)度算法，線程管理比較靈活。

線程能夠利用的表空間和堆?？臻g比內(nèi)核級線程多。

同一進(jìn)程中只能同時(shí)有一個(gè)線程在運(yùn)行，如果有一個(gè)線程使用了系統(tǒng)調(diào)用而阻塞，那么整個(gè)進(jìn)程都會(huì)被掛起。另外，頁面失效也會(huì)產(chǎn)生同樣的問題。

缺點(diǎn)：

資源調(diào)度按照進(jìn)程進(jìn)行，多個(gè)處理機(jī)下，同一個(gè)進(jìn)程中的線程只能在同一個(gè)處理機(jī)下分時(shí)復(fù)用。

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當(dāng)前名稱：什么是Python線程-創(chuàng)新互聯(lián)
網(wǎng)頁路徑：http://muchs.cn/article34/dcdspe.html

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