锁与队列

死锁

- 指两个或两个以上的进程或线程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程 

from threading import Thread
import time
mutexA = Lock()
mutexB = Lock()

class MyThread(Thread):
    def run(self):
        self.func1()
        self.func2()
      def func1(self):
        mutexA.acquire()
        print('\033[41m%s 拿到A锁\033[0m' %self.name)
        mutexB.acquire()
        print('\033[42m%s 拿到B锁\033[0m' %self.name)
        mutexB.release()
        mutexA.release()
    def func2(self):
        mutexB.acquire()
        print('\033[43m%s 拿到B锁\033[0m' %self.name)
        time.sleep(2)
        mutexA.acquire()
        print('\033[44m%s 拿到A锁\033[0m' %self.name)
        mutexA.release()
        mutexB.release()
if __name__ == '__main__':
    for i in range(10):
        t = MyThread()
        t.start()
Thread-1 拿到A锁
Thread-1 拿到B锁
Thread-1 拿到B锁
Thread-2 拿到A锁 #出现死锁，整个程序阻塞住

递归锁：

-  解决死递归方法  --- python提供了可重入锁RLock
-   RLock内部维护着一个Lock和一个counter变量，counter记录了acquire的次数，从而使得资源可以被多次require。直到一个线程所有的acquire都被release，其他的线程才能获得资源
-   区别是：递归锁可以连续acquire多次，而互斥锁只能acquire一次 

from threading import Thread
import time
mutexA = mutexB = RLock()
#一个线程拿到锁，counter加1,该线程内又碰到加锁的情况，则counter继续加1，这期间所有其他线程都只能等待，等待该线程释放所有锁，即counter递减到0为止

class MyThread(Theard):
    def run(self):
        self.func1()
        self.func2()
    def func1(self):
        mutexA.acquire()
        print('\033[41m%s 拿到A锁\033[0m' %self.name)
        mutexB.acquire()
        print('\033[42m%s 拿到B锁\033[0m' %self.name)
        mutexB.release()
        mutexA.release()
    def func2(self):
        mutexB.acquire()
        print('\033[43m%s 拿到B锁\033[0m' %self.name)
        time.sleep(2)
        mutexA.acquire()
        print('\033[44m%s 拿到A锁\033[0m' %self.name)
        mutexA.release()
        mutexB.release()
if __name__ == '__main__':
    for i in range(10):
        t=MyThread()
        t.start()

信号量 ----Semaphore

- 信号量也是一把锁，可以指定信号量为5，对比互斥锁同一时间只能有一个任务抢到锁去执行，信号量同一时间可以有5个任务拿到锁去执行，如果说互斥锁是合租房屋的人去抢一个厕所，那么信号量就相当于一群路人争抢公共厕所，公共厕所有多个坑位，这意味着同一时间可以有多个人上公共厕所，但公共厕所容纳的人数是一定的，这便是信号量的大小

from threading import Thraad
import threading
import time

def func():
    sm.acquire()
    print(f'{threading} get sm')
    time.sleep(2)
    sm.release()
if __name__ =='__main__':
    sm = Semaphore(5)
    for i in ranfe(25):
        t = Thread(target= func)
        t.satrt()

Semaphore管理一个内置的计数器，
每当调用acquire()时内置计数器-1；
调用release() 时内置计数器+1；
计数器不能小于0；当计数器为0时，acquire()将阻塞线程直到其他线程调用release()。        

Event :

-  线程的一个关键特性是每个线程都是独立运行且状态不可预测
-   threading库中的Event对象。 对象包含一个可由线程设置的信号标志,它允许线程等待某些事件的发生。在 初始情况下,Event对象中的信号标志被设置为假。如果有线程等待一个Event对象, 而这个Event对象的标志为假,那么这个线程将会被一直阻塞直至该标志为真。一个线程如果将一个Event对象的信号标志设置为真,它将唤醒所有等待这个Event对象的线程。如果一个线程等待一个已经被设置为真的Event对象,那么它将忽略这个事件, 继续执行 

from threading import Event

event.isSet()  # 返回event的的状态值

event.wait()  #如果 event.isSet()==False将阻塞线程

event.set()： #设置event的状态值为True，所有阻塞池的线程激活进入就绪状态， 等待操作系统调度；

event.clear()：#恢复event的状态值为False。

#定时器，指定n秒后执行某操作

from threading import Timer

def hello():
    print('hello world')

t = Timer(1,hello)
t.start()   # after 1 seconds, "hello, world" will be printed

线程Q[queue]:

• class queue.Queue(maxsize) #队列： 先进先出

import queue

q = queue.Queue()
q.put('first')
q.put('second')

print(q.get())
print(q.get())

first
second

-class queue.LifoQueue(maxsize=0) # 堆栈 last in first out 先进后出

import queue
q= queue.LifoQueue()

q.put('first')
q.put('second')

print(q.get())
print(q.get())

#后进先出
second  / first

class queue.PriorityQueue(maxsize= 0) #优先级队列： 存储数据时可设置优先级队列 ，按照ascii 数字越小，越早执行

import queue
q = queue.PriortyQueu()
q.put((20,'q'))
q.put((10,'b'))

ptiny(q.get())
ptiny(q.get())

1.首先根据第一个参数判断ascii表的数值大小
2.判断第个参数中的汉字顺序.
3.再判断第二参数中数字--> 字符串数字 ---> 中文
4.以此类推

多线程的作用:
    站在两个角度去看问题:

    - 四个任务, 计算密集型, 每个任务需要10s:
        单核:
            - 开启进程
                消耗资源过大
                - 4个进程: 40s

            - 开启线程
                消耗资源远小于进程
                - 4个线程: 40s

        多核:
            - 开启进程
                并行执行,效率比较高
                - 4个进程: 10s

            - 开启线程
                并发执行,执行效率低.
                - 4个线程: 40s



    - 四个任务, IO密集型, 每个任务需要10s:
        单核:
            - 开启进程
                消耗资源过大
                - 4个进程: 40s

            - 开启线程
                消耗资源远小于进程
                - 4个线程: 40s

        多核:
            - 开启进程
                并行执行,效率小于多线程,因为遇到IO会立马切换CPU的执行权限
                - 4个进程: 40s  +  开启进程消耗的额外时间

            - 开启线程
                并发执行,执行效率高于多进程

                - 4个线程: 40s

总结：

在计算密集型的情况下:
    使用多进程

在IO密集型的情况下:
    使用多线程

高效执行多个进程,内多个IO密集型的程序