python并发,了解一下?

如果有一大批数据,需要根据一定的逻辑完成数据处理,你可能会有如下几种情况:

  • 不引入并发,编写的脚本执行效率很低
  • 想要引入并发,但是不会用
  • 学过多进程、多线程和多协程,但是不知道当下这种情况该选哪种

下面我们就来做一下探讨!

一、选型问题

  • 进程
    1、首先,如果线程、协程都解决不了你的问题,则考虑一下使用进程(进程开销大,所以优先考虑线程、协程)
    2、其次,需要确认你程序要运行的机器的cpu的核数,linux可以使用命令cat /proc/cpuinfo |grep "processor"|sort -u|wc -l查看。如果你的cpu核数较为理想(需要同时考虑其他程序的进程的占用而确定,比如运行在这台机器上的一些软件什么的),且你可以搞定进程间通信,可以选择进程。
    3、当然,如果你的cpu只有一个核,这意味着同一时间只能有一个进程在占用cpu,则选择多进程完全不会有任何提效。
  • 线程
    1、如果想要使用线程,就不得不对python解释器CPython的底层GIL有一定的了解
    2、其次,分析一下你的业务场景中IO操作(如文件读写、网络传输)的占比。如果IO操作不多(即CPU密集型)的话,python的多线程不是一个好的选择,因为这意味着各线程都要占用cpu,但是GIL决定了同一时间只能有一个线程占用cpu,所以针对IO操作较多(即IO密集型)的程序,多线程或许是你的一个比较好的选择,因为多线程相对编码容易,且IO多就促成了cpu可以空出时间去做其他的事情,效率自然也就提高了。
    3、当然,使用多线程时并非线程数越多越快,因为系统切换线程也存在较大的开销,开发者应尽可能找到最佳的临界点,以最大化执行效率。
  • 协程
    1、对比多进程,协程开销小且不需要考虑同步问题
    2、针对IO密集型程序,并发数量较多的情况下,可能比多线程效率要高,对比线程数越多的多线程程序协程的优势就越明显(由于GIL的限制,多线程主要是败在了线程切换的开销,线程数越多,开销越大);针对CPU密集型程序,无优势。
    3、协程是异步的,当遇到IO操作,会中断转而去处理其他任务,等IO结束返回来继续处理。
  • 多进程+协程
    如果cpu够用,可考虑多进程+协程结合使用。既充分利用了多核,又发挥了协程的高效率,可获得极高的性能。

总的来说,CPU密集型选多进程,IO密集型看线程并发量斟酌选多线程或协程,想发挥出多核cpu最大优势,选多进程+协程。

二、demo

1、多进程

待补充

2、多线程

import threading
from math import ceil


def test(data, threadNums):
    num = len(data)
    n = int(threading.currentThread().getName())
    # 避免不能整除
    count = ceil(num / threadNums)
    for i in range(n * count, (n + 1) * count):
        # 不能越界
        if i < num:
            print(data[i])  # 这里替换为业务逻辑


# data为数据列表(或字典等其他类型,根据实际业务情况而定),threadNum为线程数
def testThread(data, threadNum):
    threadList = []
    for i in range(threadNum):
        thread = threading.Thread(target=test, args=(data, threadNum), name="{}".format(i))
        thread.start()
        threadList.append(thread)
    for j in threadList:
        j.join()


if __name__ == '__main__':
    testThread([i for i in range(10)], 3)

3、多协程

待补充

4、多进程+协程

待补充

END~

参考:
廖雪峰的官方网站
python中的GIL详解
浅析Python的进程、线程与协程
【python】python进程、线程、协程和什么时候使用

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