Praktický průvodce vytvářením vláken v Pythonu

Vlákno v Pythonu může být náročné na pochopení, když o něm čtete poprvé, ale jakmile to pochopíte, může vám ušetřit obrovské množství času a úsilí během vašich projektů. Tento průvodce vás provede všemi detaily závitování v Pythonu takže nakonec budete schopni vytvářet vícevláknové programy stejně efektivně jako programy s jedním vláknem!

Co je vlákno v Pythonu?

Vlákno je nezávislý tok řízení v rámci procesu. – Wikipedie V Pythonu používáme k vytváření vláken modul vláken. Následující program ukazuje, jak se v Pythonu vytvářejí vlákna a kdy se používají? Zde je malý program, který vytvoří dvě vlákna. Existují dva způsoby, jak zahájit nové vlákno v Pythonu. První způsob používá samostatné procesy nebo druhý způsob používá více vláken.

Jak spustit vlákno v Pythonu?

Python přichází s modulem Threading, který vám umožňuje používat vlákna k paralelnímu provádění některých akcí. Chcete-li začít používat Threading, musíte nejprve importovat Threading. Jakmile jej naimportujete, existuje několik možností, jak začít používat Threading v Pythonu. Začněte importem Threading a definováním funkce, která používá více vláken. Nejzákladnější použití Threading je jednoduše vytvořit nový řádek a spustit v něm akci.

Co jsou to Daemon Threads?

Vlákna démona jsou vlákna, která běží ve svých procesech odděleně od všech ostatních aplikačních vláken. Vlákna démonů se používají pro správu služeb a úloh, které musí pokračovat v běhu, i když váš program není aktivní. Když se vlákna démona ukončí, způsobí ukončení procesu operačního systému. Co jsou hlavní vlákna?: Hlavní vlákno programu Python se ve výchozím nastavení vytvoří, když spustíte novou techniku ​​nebo spustíte skript samostatně.

Práce s více vlákny

Vlákna se používají k provádění paralelně s jinými řádky. Vlákna mohou existovat v rámci procesu nebo více procesů. Ve vícevláknových programech může jedno vlákno používat prostředek, zatímco jiné čeká, až bude dostupný. Tato technika může pomoci zlepšit výkon, pokud je správně spravována. Aby se však předešlo poškození dat v paměti, je třeba při přístupu ke sdíleným zdrojům (proměnným) používat zámky nebo semafory. Při práci s více vlákny je také nezbytné, aby všechny řádky v určitém okamžiku skončily a nepokračovaly v běhu donekonečna. Možná jste slyšeli o něčem, čemu se říká uváznutí, kdy dva nebo více procesů/vláken na sebe věčně čekají a nemohou se spustit.

Základní synchronizace v Threading11

Aby se vlákna synchronizovala, musíte použít buď zámky, nebo semafory. Zámky jsou pravděpodobně jednodušší pro většinu lidí, kteří nejsou zvyklí na Threading (a já doporučuji novým uživatelům Threading, aby se drželi zámků spíše než semaforů), ale stále to není snadné. Když máte na objektu zámek, žádné jiné vlákno nebude mít přístup k tomuto objektu, dokud vaše vlákno tento zámek neuvolní.

Pokud existuje pouze jeden proces a žádná vlákna, nazývá se to jednovláknové programování. Spustí se postupně.

Problém závitování mezi výrobcem a spotřebitelem

Problém s vytvářením vláken mezi výrobcem a spotřebitelem existuje, když máme dvě skupiny vláken – výrobce a spotřebitele. Výrobci zařadí položky do fronty a spotřebitelé berou věci z řady. Ošemetná část spočívá v zajištění toho, že pokud více položek jde do řady, než je vyjímáno, nedojde nám místo ve frontě. Modul Queue ve standardní knihovně Pythonu usnadňuje vytváření problémů s vytvářením vláken mezi producenty a spotřebiteli!

Závěr

Na závěr, když na to přijde závitování v Pythonu, většina vašich myšlenek by se měla zaměřit na API, která vám poskytují rozhraní pro Threading. Ve svém kódu budete chtít co nejméně věcí specifických pro Threading. Pokud se budete řídit těmito doporučeními, získáte příjemnou rovnováhu mezi výkonem a čitelností. A pokud vaše aplikace vyžaduje různé druhy vláken s dalšími schopnostmi nebo funkcemi, máme pro to řešení: greenlets.

Stručně řečeno, jsou podobné vláknům, ale využívají méně paměti a nejsou preemptivní – to znamená, že nepřestanou spouštět další řádky při provádění akcí (což může způsobit nechtěné chyby). Doufám, že to pomohlo! Šťastné kódování!