python類線程
❶ python 類中的方法如何多線程調用
# -*- coding: utf-8 -*-import threadingimport threadimport time class Test(object): def __init__(self): # threading.Thread.__init__(self) self._sName = "machao" def process(self): #args是關鍵字參數,需要加上名字,寫成args=(self,) th1 = threading.Thread(target=Test.buildList, args=(self,)) th1.start() th1.join() def buildList(self): while True: print "start" time.sleep(3) test = Test()test.process()
❷ python多線程的幾種方法
Python進階(二十六)-多線程實現同步的四種方式
臨界資源即那些一次只能被一個線程訪問的資源,典型例子就是列印機,它一次只能被一個程序用來執行列印功能,因為不能多個線程同時操作,而訪問這部分資源的代碼通常稱之為臨界區。
鎖機制
threading的Lock類,用該類的acquire函數進行加鎖,用realease函數進行解鎖
import threadingimport timeclass Num:
def __init__(self):
self.num = 0
self.lock = threading.Lock() def add(self):
self.lock.acquire()#加鎖,鎖住相應的資源
self.num += 1
num = self.num
self.lock.release()#解鎖,離開該資源
return num
n = Num()class jdThread(threading.Thread):
def __init__(self,item):
threading.Thread.__init__(self)
self.item = item def run(self):
time.sleep(2)
value = n.add()#將num加1,並輸出原來的數據和+1之後的數據
print(self.item,value)for item in range(5):
t = jdThread(item)
t.start()
t.join()#使線程一個一個執行
當一個線程調用鎖的acquire()方法獲得鎖時,鎖就進入「locked」狀態。每次只有一個線程可以獲得鎖。如果此時另一個線程試圖獲得這個鎖,該線程就會變為「blocked」狀態,稱為「同步阻塞」(參見多線程的基本概念)。
直到擁有鎖的線程調用鎖的release()方法釋放鎖之後,鎖進入「unlocked」狀態。線程調度程序從處於同步阻塞狀態的線程中選擇一個來獲得鎖,並使得該線程進入運行(running)狀態。
信號量
信號量也提供acquire方法和release方法,每當調用acquire方法的時候,如果內部計數器大於0,則將其減1,如果內部計數器等於0,則會阻塞該線程,知道有線程調用了release方法將內部計數器更新到大於1位置。
import threadingimport timeclass Num:
def __init__(self):
self.num = 0
self.sem = threading.Semaphore(value = 3) #允許最多三個線程同時訪問資源
def add(self):
self.sem.acquire()#內部計數器減1
self.num += 1
num = self.num
self.sem.release()#內部計數器加1
return num
n = Num()class jdThread(threading.Thread):
def __init__(self,item):
threading.Thread.__init__(self)
self.item = item def run(self):
time.sleep(2)
value = n.add()
print(self.item,value)for item in range(100):
❸ python中如何對類的成員函數開啟線程
#-*-coding:utf-8-*-
importthreading
importthread
importtime
classTest(object):
def__init__(self):
#threading.Thread.__init__(self)
self._sName="machao"
defprocess(self):
#args是關鍵字參數,需要加上名字,寫成args=(self,)
th1=threading.Thread(target=Test.buildList,args=(self,))
th1.start()
th1.join()
defbuildList(self):
whileTrue:
print"start"
time.sleep(3)
test=Test()
test.process()
看注釋。
如果解決了您的問題請採納!
如果未解決請繼續追問
❹ python多線程幾種方法實現
Python進階(二十六)-多線程實現同步的四種方式
臨界資源即那些一次只能被一個線程訪問的資源,典型例子就是列印機,它一次只能被一個程序用來執行列印功能,因為不能多個線程同時操作,而訪問這部分資源的代碼通常稱之為臨界區。
鎖機制
threading的Lock類,用該類的acquire函數進行加鎖,用realease函數進行解鎖
import threadingimport timeclass Num:
def __init__(self):
self.num = 0
self.lock = threading.Lock() def add(self):
self.lock.acquire()#加鎖,鎖住相應的資源
self.num += 1
num = self.num
self.lock.release()#解鎖,離開該資源
return num
n = Num()class jdThread(threading.Thread):
def __init__(self,item):
threading.Thread.__init__(self)
self.item = item def run(self):
time.sleep(2)
value = n.add()#將num加1,並輸出原來的數據和+1之後的數據
print(self.item,value)for item in range(5):
t = jdThread(item)
t.start()
t.join()#使線程一個一個執行
當一個線程調用鎖的acquire()方法獲得鎖時,鎖就進入「locked」狀態。每次只有一個線程可以獲得鎖。如果此時另一個線程試圖獲得這個鎖,該線程就會變為「blocked」狀態,稱為「同步阻塞」(參見多線程的基本概念)。
直到擁有鎖的線程調用鎖的release()方法釋放鎖之後,鎖進入「unlocked」狀態。線程調度程序從處於同步阻塞狀態的線程中選擇一個來獲得鎖,並使得該線程進入運行(running)狀態。
信號量
信號量也提供acquire方法和release方法,每當調用acquire方法的時候,如果內部計數器大於0,則將其減1,如果內部計數器等於0,則會阻塞該線程,知道有線程調用了release方法將內部計數器更新到大於1位置。
import threadingimport timeclass Num:
def __init__(self):
self.num = 0
self.sem = threading.Semaphore(value = 3) #允許最多三個線程同時訪問資源
def add(self):
self.sem.acquire()#內部計數器減1
self.num += 1
num = self.num
self.sem.release()#內部計數器加1
return num
n = Num()class jdThread(threading.Thread):
def __init__(self,item):
threading.Thread.__init__(self)
self.item = item def run(self):
time.sleep(2)
value = n.add()
print(self.item,value)for item in range(100):
❺ Python多線程是什麼意思
多線程能讓你像運行一個獨立的程序一樣運行一段長代碼。這有點像調用子進程(subprocess),不過區別是你調用shu的是一個函數或者一個類,而不是獨立的程序。
程基本上是一個獨立執行流程。單個進程可以由多個線程組成。程序中的每個線程都執行特定的任務。例如,當你在電腦上玩游戲時,比如說國際足聯,整個游戲是一個單一的過程。,但它由幾個線程組成,負責播放音樂、接收用戶的輸入、同步運行對手等。所有這些都是單獨的線程,負責在同一個程序中執行這些不同的任務。
每個進程都有一個始終在運行的線程。這是主線。這個主線程實際上創建子線程對象。子線程也由主線程啟動。
❻ 深入解析Python中的線程同步方法
深入解析Python中的線程同步方法
同步訪問共享資源
在使用線程的時候,一個很重要的問題是要避免多個線程對同一變數或其它資源的訪問沖突。一旦你稍不留神,重疊訪問、在多個線程中修改(共享資源)等這些操作會導致各種各樣的問題;更嚴重的是,這些問題一般只會在比較極端(比如高並發、生產伺服器、甚至在性能更好的硬體設備上)的情況下才會出現。
比如有這樣一個情況:需要追蹤對一事件處理的次數
counter = 0
def process_item(item):
global counter
... do something with item ...
counter += 1
如果你在多個線程中同時調用這個函數,你會發現counter的值不是那麼准確。在大多數情況下它是對的,但有時它會比實際的少幾個。
出現這種情況的原因是,計數增加操作實際上分三步執行:
解釋器獲取counter的當前值計算新值將計算的新值回寫counter變數
考慮一下這種情況:在當前線程獲取到counter值後,另一個線程搶佔到了CPU,然後同樣也獲取到了counter值,並進一步將counter值重新計算並完成回寫;之後時間片重新輪到當前線程(這里僅作標識區分,並非實際當前),此時當前線程獲取到counter值還是原來的,完成後續兩步操作後counter的值實際只加上1。
另一種常見情況是訪問不完整或不一致狀態。這類情況主要發生在一個線程正在初始化或更新數據時,另一個進程卻嘗試讀取正在更改的數據。
原子操作
實現對共享變數或其它資源的同步訪問最簡單的方法是依靠解釋器的原子操作。原子操作是在一步完成執行的操作,在這一步中其它線程無法獲得該共享資源。
通常情況下,這種同步方法只對那些只由單個核心數據類型組成的共享資源有效,譬如,字元串變數、數字、列表或者字典等。下面是幾個線程安全的操作:
讀或者替換一個實例屬性讀或者替換一個全局變數從列表中獲取一項元素原位修改一個列表(例如:使用append增加一個列表項)從字典中獲取一項元素原位修改一個字典(例如:增加一個字典項、調用clear方法)
注意,上面提到過,對一個變數或者屬性進行讀操作,然後修改它,最終將其回寫不是線程安全的。因為另外一個線程會在這個線程讀完卻沒有修改或回寫完成之前更改這個共享變數/屬性。
鎖
鎖是Python的threading模塊提供的最基本的同步機制。在任一時刻,一個鎖對象可能被一個線程獲取,或者不被任何線程獲取。如果一個線程嘗試去獲取一個已經被另一個線程獲取到的鎖對象,那麼這個想要獲取鎖對象的線程只能暫時終止執行直到鎖對象被另一個線程釋放掉。
鎖通常被用來實現對共享資源的同步訪問。為每一個共享資源創建一個Lock對象,當你需要訪問該資源時,調用acquire方法來獲取鎖對象(如果其它線程已經獲得了該鎖,則當前線程需等待其被釋放),待資源訪問完後,再調用release方法釋放鎖:
lock = Lock()
lock.acquire() #: will block if lock is already held
... access shared resource
lock.release()
注意,即使在訪問共享資源的過程中出錯了也應該釋放鎖,可以用try-finally來達到這一目的:
lock.acquire()
try:
... access shared resource
finally:
lock.release() #: release lock, no matter what
在Python 2.5及以後的版本中,你可以使用with語句。在使用鎖的時候,with語句會在進入語句塊之前自動的獲取到該鎖對象,然後在語句塊執行完成後自動釋放掉鎖:
from __future__ import with_statement #: 2.5 only
with lock:
... access shared resource
acquire方法帶一個可選的等待標識,它可用於設定當有其它線程佔有鎖時是否阻塞。如果你將其值設為False,那麼acquire方法將不再阻塞,只是如果該鎖被佔有時它會返回False:
if not lock.acquire(False):
... 鎖資源失敗
else:
try:
... access shared resource
finally:
lock.release()
你可以使用locked方法來檢查一個鎖對象是否已被獲取,注意不能用該方法來判斷調用acquire方法時是否會阻塞,因為在locked方法調用完成到下一條語句(比如acquire)執行之間該鎖有可能被其它線程佔有。
if not lock.locked():
#: 其它線程可能在下一條語句執行之前佔有了該鎖
lock.acquire() #: 可能會阻塞
簡單鎖的缺點
標準的鎖對象並不關心當前是哪個線程佔有了該鎖;如果該鎖已經被佔有了,那麼任何其它嘗試獲取該鎖的線程都會被阻塞,即使是佔有鎖的這個線程。考慮一下下面這個例子:
lock = threading.Lock()
def get_first_part():
lock.acquire()
try:
... 從共享對象中獲取第一部分數據
finally:
lock.release()
return data
def get_second_part():
lock.acquire()
try:
... 從共享對象中獲取第二部分數據
finally:
lock.release()
return data
示例中,我們有一個共享資源,有兩個分別取這個共享資源第一部分和第二部分的函數。兩個訪問函數都使用了鎖來確保在獲取數據時沒有其它線程修改對應的共享數據。
現在,如果我們想添加第三個函數來獲取兩個部分的數據,我們將會陷入泥潭。一個簡單的方法是依次調用這兩個函數,然後返回結合的結果:
def get_both_parts():
first = get_first_part()
seconde = get_second_part()
return first, second
這里的問題是,如有某個線程在兩個函數調用之間修改了共享資源,那麼我們最終會得到不一致的數據。最明顯的解決方法是在這個函數中也使用lock:
def get_both_parts():
lock.acquire()
try:
first = get_first_part()
seconde = get_second_part()
finally:
lock.release()
return first, second
然而,這是不可行的。裡面的兩個訪問函數將會阻塞,因為外層語句已經佔有了該鎖。為了解決這個問題,你可以通過使用標記在訪問函數中讓外層語句釋放鎖,但這樣容易失去控制並導致出錯。幸運的是,threading模塊包含了一個更加實用的鎖實現:re-entrant鎖。
Re-Entrant Locks (RLock)
RLock類是簡單鎖的另一個版本,它的特點在於,同一個鎖對象只有在被其它的線程佔有時嘗試獲取才會發生阻塞;而簡單鎖在同一個線程中同時只能被佔有一次。如果當前線程已經佔有了某個RLock鎖對象,那麼當前線程仍能再次獲取到該RLock鎖對象。
lock = threading.Lock()
lock.acquire()
lock.acquire() #: 這里將會阻塞
lock = threading.RLock()
lock.acquire()
lock.acquire() #: 這里不會發生阻塞
RLock的主要作用是解決嵌套訪問共享資源的問題,就像前面描述的示例。要想解決前面示例中的問題,我們只需要將Lock換為RLock對象,這樣嵌套調用也會OK.
lock = threading.RLock()
def get_first_part():
... see above
def get_second_part():
... see above
def get_both_parts():
... see above
這樣既可以單獨訪問兩部分數據也可以一次訪問兩部分數據而不會被鎖阻塞或者獲得不一致的數據。
注意RLock會追蹤遞歸層級,因此記得在acquire後進行release操作。
Semaphores
信號量是一個更高級的鎖機制。信號量內部有一個計數器而不像鎖對象內部有鎖標識,而且只有當佔用信號量的線程數超過信號量時線程才阻塞。這允許了多個線程可以同時訪問相同的代碼區。
semaphore = threading.BoundedSemaphore()
semaphore.acquire() #: counter減小
... 訪問共享資源
semaphore.release() #: counter增大
當信號量被獲取的時候,計數器減小;當信號量被釋放的時候,計數器增大。當獲取信號量的時候,如果計數器值為0,則該進程將阻塞。當某一信號量被釋放,counter值增加為1時,被阻塞的線程(如果有的話)中會有一個得以繼續運行。
信號量通常被用來限制對容量有限的資源的訪問,比如一個網路連接或者資料庫伺服器。在這類場景中,只需要將計數器初始化為最大值,信號量的實現將為你完成剩下的事情。
max_connections = 10
semaphore = threading.BoundedSemaphore(max_connections)
如果你不傳任何初始化參數,計數器的值會被初始化為1.
Python的threading模塊提供了兩種信號量實現。Semaphore類提供了一個無限大小的信號量,你可以調用release任意次來增大計數器的值。為了避免錯誤出現,最好使用BoundedSemaphore類,這樣當你調用release的次數大於acquire次數時程序會出錯提醒。
線程同步
鎖可以用在線程間的同步上。threading模塊包含了一些用於線程間同步的類。
Events
一個事件是一個簡單的同步對象,事件表示為一個內部標識(internal flag),線程等待這個標識被其它線程設定,或者自己設定、清除這個標識。
event = threading.Event()
#: 一個客戶端線程等待flag被設定
event.wait()
#: 服務端線程設置或者清除flag
event.set()
event.clear()
一旦標識被設定,wait方法就不做任何處理(不會阻塞),當標識被清除時,wait將被阻塞直至其被重新設定。任意數量的線程可能會等待同一個事件。
Conditions
條件是事件對象的高級版本。條件表現為程序中的某種狀態改變,線程可以等待給定條件或者條件發生的信號。
下面是一個簡單的生產者/消費者實例。首先你需要創建一個條件對象:
#: 表示一個資源的附屬項
condition = threading.Condition()
生產者線程在通知消費者線程有新生成資源之前需要獲得條件:
#: 生產者線程
... 生產資源項
condition.acquire()
... 將資源項添加到資源中
condition.notify() #: 發出有可用資源的信號
condition.release()
消費者必須獲取條件(以及相關聯的鎖),然後嘗試從資源中獲取資源項:
#: 消費者線程
condition.acquire()
while True:
...從資源中獲取資源項
if item:
break
condition.wait() #: 休眠,直至有新的資源
condition.release()
... 處理資源
wait方法釋放了鎖,然後將當前線程阻塞,直到有其它線程調用了同一條件對象的notify或者notifyAll方法,然後又重新拿到鎖。如果同時有多個線程在等待,那麼notify方法只會喚醒其中的一個線程,而notifyAll則會喚醒全部線程。
為了避免在wait方法處阻塞,你可以傳入一個超時參數,一個以秒為單位的浮點數。如果設置了超時參數,wait將會在指定時間返回,即使notify沒被調用。一旦使用了超時,你必須檢查資源來確定發生了什麼。
注意,條件對象關聯著一個鎖,你必須在訪問條件之前獲取這個鎖;同樣的,你必須在完成對條件的訪問時釋放這個鎖。在生產代碼中,你應該使用try-finally或者with.
可以通過將鎖對象作為條件構造函數的參數來讓條件關聯一個已經存在的鎖,這可以實現多個條件公用一個資源:
lock = threading.RLock()
condition_1 = threading.Condition(lock)
condition_2 = threading.Condition(lock)
互斥鎖同步
我們先來看一個例子:
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
import time, threading
# 假定這是你的銀行存款:
balance = 0
muxlock = threading.Lock()
def change_it(n):
# 先存後取,結果應該為0:
global balance
balance = balance + n
balance = balance - n
def run_thread(n):
# 循環次數一旦多起來,最後的數字就變成非0
for i in range(100000):
change_it(n)
t1 = threading.Thread(target=run_thread, args=(5,))
t2 = threading.Thread(target=run_thread, args=(8,))
t3 = threading.Thread(target=run_thread, args=(9,))
t1.start()
t2.start()
t3.start()
t1.join()
t2.join()
t3.join()
print balance
結果 :
[/data/web/test_python]$ python multhread_threading.py
0
[/data/web/test_python]$ python multhread_threading.py
61
[/data/web/test_python]$ python multhread_threading.py
0
[/data/web/test_python]$ python multhread_threading.py
24
上面的例子引出了多線程編程的最常見問題:數據共享。當多個線程都修改某一個共享數據的時候,需要進行同步控制。
線程同步能夠保證多個線程安全訪問競爭資源,最簡單的同步機制是引入互斥鎖。互斥鎖為資源引入一個狀態:鎖定/非鎖定。某個線程要更改共享數據時,先將其鎖定,此時資源的狀態為「鎖定」,其他線程不能更改;直到該線程釋放資源,將資源的狀態變成「非鎖定」,其他的線程才能再次鎖定該資源。互斥鎖保證了每次只有一個線程進行寫入操作,從而保證了多線程情況下數據的正確性。
threading模塊中定義了Lock類,可以方便的處理鎖定:
#創建鎖mutex = threading.Lock()
#鎖定mutex.acquire([timeout])
#釋放mutex.release()
其中,鎖定方法acquire可以有一個超時時間的可選參數timeout。如果設定了timeout,則在超時後通過返回值可以判斷是否得到了鎖,從而可以進行一些其他的處理。
使用互斥鎖實現上面的例子的代碼如下:
balance = 0
muxlock = threading.Lock()
def change_it(n):
# 獲取鎖,確保只有一個線程操作這個數
muxlock.acquire()
global balance
balance = balance + n
balance = balance - n
# 釋放鎖,給其他被阻塞的線程繼續操作
muxlock.release()
def run_thread(n):
for i in range(10000):
change_it(n)
加鎖後的結果,就能確保數據正確:
[/data/web/test_python]$ python multhread_threading.py
0
[/data/web/test_python]$ python multhread_threading.py
0
[/data/web/test_python]$ python multhread_threading.py
0
[/data/web/test_python]$ python multhread_threading.py
0
❼ python線程用什麼模塊好
在Python中可使用的多線程模塊主要有兩個,thread和threading模塊。thread模塊提供了基本的線程和鎖的支持,建議新手不要使用。threading模塊允許創建和管理線程,提供了更多的同步原語。
thread模塊函數:
start_new_thread(function, args[, kwargs]):啟動新的線程以執行function,返回線程標識。
allocate_lock():返回LockType對象。
exit():拋出SystemExit異常,如果沒有被捕獲,線程靜默退出。
LockType類型鎖對象的方法:
acquire([waitflag]):無參數,無條件獲得鎖,如果鎖已經被其他線程獲取,則等待鎖被釋放。如果使用整型參數,參數為0,如果鎖可獲取,則獲取且返回True,否則返回False;參數為非0,與無參數相同。
locked():返回鎖的狀態,如果已經被獲取,則返回True,否則返回False。
release():釋放鎖。只有已經被獲取的鎖才能被釋放,不限於同一個線程。
threading模塊提供了更好的線程間的同步機制。threading模塊下有如下對象:
Thread
Lock
RLock
Condition
Event
Semaphore
BoundedSemaphore
Timer
threading模塊內還有如下的函數:
active_count()
activeCount():返回當前alive的線程數量
Condition():返回新的條件變數對象
current_thread()
currentThread():返回當前線程對象
enumerate():返回當前活動的線程,不包括已經結束和未開始的線程,包括主線程及守護線程。
settrace(func):為所有線程設置一個跟蹤函數。
setprofile(func):為所有純種設置一個profile函數。
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❽ Python多線程是什麼意思
幾乎所有的操作系統都支持同時運行多個任務,一個任務通常就是一個程序,所有運行中的任務都對應一個進程。即當一個程序進入內存運行時,即變成一個進程。進程就是處於運行過程中的程序,並且具有一定的獨立功能。進程是系統進行資源分配調度的一個獨立單位,當一個程序運行時,內部可能包含多個順序執流,每個順序執行流就是一個線程。
1、線程在程序中是獨立的,並發的執行流,劃分尺度小於進程,所有多線程程序的並發性高;
2、進程在執行過程中擁有獨立的內存單元,而多個線程共享內存,可以極大地提高進程程序的運行效率;
3、線程比進程具有更高的性能,由於同一個進程中的線程都有共性,多個線程共享同一個進程的虛擬空間,可以很容易實現通信。操作系統在創建進程中,必須為該進程分配獨立內存空間,分配大量相關資源,但創建線程則簡單得多。
❾ 一文帶你讀懂Python線程
Python線程
進程有很多優點,它提供了多道編程,可以提高計算機CPU的利用率。既然進程這么優秀,為什麼還要線程呢?其實,仔細觀察就會發現進程還是有很多缺陷的。
主要體現在一下幾個方面:
進程只能在一個時間做一個任務,如果想同時做兩個任務或多個任務,就必須開啟多個進程去完成多個任務。
進程在執行的過程中如果阻塞,例如等待輸入,整個進程就會掛起,即使進程中有些工作不依賴於輸入的數據,也將無法執行。
每個進程都有自己的獨立空間,所以多進程的創建,銷毀相比於多線程更加耗時,也更加佔用系統資源。
進程是資源分配的最小單位,線程是CPU調度的最小單位,每一個進程中至少有一個線程。
線程與進程的區別
可以歸納為以下4點:
1)地址空間:進程間相互獨立的每個進程都有自己獨立的內存空間,也就是說一個進程內的數據在另一個進程是不可見的。但同一進程中的各線程間數據是共享的。
2)通信:由於每個進程有自己獨立的內存空間,所以進程間通信需要IPC,而進程內的數據對於多個線程來說是共享的,每個線程都可以訪問,所以為了保證數據的一致性,需要使用鎖。
3)調度和切換:線程上下文切換比進程上下文切換要快得多。
4)在多線程操作系統中,進程不是一個可執行的實體,它主要的功能是向操作系統申請一塊內存空間,然後在內存空間中開線程來執行任務,相當於一個容器,容器中的線程才是真正的執行體。一個進程可以包含多個線程,而一個線程是不能包含進程的。因為進程是系統分配資源的最小單位,所以線程不能向操作系統申請自己的空間,但一個線程內可以包含多個線程。
相關推薦:《Python視頻教程》
線程的特點:
在多線程的操作系統中,通常是在一個進程中包括多個線程,每個線程都是作為利用CPU的基本單位,是花費最小開銷的實體。線程具有以下屬性。
1)輕型實體
線程中的實體基本上不擁有系統資源,只是有一點必不可少的、能保證獨立運行的資源。
線程的實體包括程序、數據和TCB。線程是動態概念,它的動態特性由線程式控制制塊TCB(Thread Control Block)描述。
2)獨立調度和分派的基本單位。
在多線程OS中,線程是能獨立運行的基本單位,因而也是獨立調度和分派的基本單位。由於線程很「輕」,故線程的切換非常迅速且開銷小(在同一進程中的)。
3)共享進程資源。
在同一進程中的各個線程,都可以共享該進程所擁有的資源,這首先表現在:所有線程都具有相同的進程id,這意味著,線程可以訪問該進程的每一個內存資源;此外,還可以訪問進程所擁有的已打開文件、定時器、信號量機構等。由於同一個進程內的線程共享內存和文件,所以線程之間互相通信不必調用內核。
4)可並發執行
在一個進程中的多個線程之間,可以並發執行,甚至允許在一個進程中所有線程都能並發執行;同樣,不同進程中的線程也能並發執行,充分利用和發揮了處理機與外圍設備並行工作的能力。
線程的實現可以分為兩類:
用戶級線程(User-Level Thread)和內核級線程(Kernel-Level Thread),後者又稱為內核支持的線程或輕量級進程。在多線程操作系統中,各個系統的實現方式並不相同,在有的系統中實現了用戶級線程,有的系統中實現了內核級線程。
用戶線程和內核線程的區別:
1、內核支持線程是OS內核可感知的,而用戶級線程是OS內核不可感知的。
2、用戶級線程的創建、撤消和調度不需要OS內核的支持,是在語言(如Java)這一級處理的;而內核支持線程的創建、撤消和調度都需OS內核提供支持,而且與進程的創建、撤消和調度大體是相同的。
3、用戶級線程執行系統調用指令時將導致其所屬進程被中斷,而內核支持線程執行系統調用指令時,只導致該線程被中斷。
4、在只有用戶級線程的系統內,CPU調度還是以進程為單位,處於運行狀態的進程中的多個線程,由用戶程序控制線程的輪換運行;在有內核支持線程的系統內,CPU調度則以線程為單位,由OS的線程調度程序負責線程的調度。
5、用戶級線程的程序實體是運行在用戶態下的程序,而內核支持線程的程序實體則是可以運行在任何狀態下的程序。
內核線程的優缺點:
優點:當有多個處理機時,一個進程的多個線程可以同時執行。
缺點:由內核進行調度。
用戶線程的優缺點:
優點:
線程的調度不需要內核直接參與,控制簡單。
可以在不支持線程的操作系統中實現。
創建和銷毀線程、線程切換代價等線程管理的代價比內核線程少得多。
允許每個進程定製自己的調度演算法,線程管理比較靈活。
線程能夠利用的表空間和堆棧空間比內核級線程多。
同一進程中只能同時有一個線程在運行,如果有一個線程使用了系統調用而阻塞,那麼整個進程都會被掛起。另外,頁面失效也會產生同樣的問題。
缺點:
資源調度按照進程進行,多個處理機下,同一個進程中的線程只能在同一個處理機下分時復用。