24-1-Python多线程—多线程基础（python多线程有什么用）
1-1-什么是线程
- 线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。
- 它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一个进程可以包含多个线程，这些线程会共享进程的资源，例如内存空间、文件描述符等。
- 线程拥有自己的栈空间、程序计数器等少量的私有数据。
- 线程的创建和销毁开销相对较小，切换速度也比较快，适合用于处理一些轻量级的任务，像同时处理多个用户请求等。
1-2-什么是进程
- 进程是程序在操作系统中的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位。
- 每个进程都有自己独立的内存空间、系统资源（如文件句柄、网络连接等）以及程序计数器等。
- 进程之间相互独立，一个进程的崩溃通常不会影响到其他进程。进程的创建和销毁开销相对较大，因为需要分配和释放大量的系统资源。
1-3-线程和进程的关系
包含关系
一个进程可以包含多个线程，这些线程在进程的上下文环境中运行，共享进程的资源。
资源共享
线程共享进程的内存空间、文件描述符等资源，但每个线程有自己独立的栈空间和程序计数器。而进程之间的资源是相互独立的。
调度和执行
操作系统以进程为单位进行资源分配，以线程为单位进行CPU调度。
开销
线程的创建和销毁开销较小，切换速度快；进程的创建和销毁开销大，切换速度慢。
1-4-什么是多线程环境
- 多线程环境指的是在一个程序中同时存在多个线程并发执行的情况。
- 在多线程环境下，多个线程可以同时处理不同的任务，从而提高程序的执行效率。
- 例如，在一个图形界面程序中，可以使用一个线程负责处理用户的输入，另一个线程负责更新界面显示，这样可以避免因为一个任务的阻塞而导致整个程序无响应。
1-5-多线程环境的解决
在多线程环境中，会面临一些问题，如线程安全问题、死锁问题等，以下是一些常见问题及解决方法：
1-5-1-线程安全问题
当多个线程同时访问共享资源时，可能会导致数据不一致的问题。
1-5-1-1-解决方法
互斥锁（`threading.Lock`）
通过对共享资源加锁，同一时间只允许一个线程访问该资源。
import threading
# 创建一个锁对象
lock = threading.Lock()
shared_variable = 0
def increment():
global shared_variable
for _ in range(100000):
# 获取锁
lock.acquire()
try:
shared_variable += 1
finally:
# 释放锁
lock.release()
threads = []
for _ in range(2):
t = threading.Thread(target=increment)
threads.append(t)
t.start()
for t in threads:
t.join()
print(f"Final value of shared_variable: {shared_variable}")信号量（`threading.Semaphore`)
可以控制同时访问共享资源的线程数量。
条件变量（`threading.Condition`）
用于线程之间的同步，一个线程等待某个条件满足后再继续执行。
1-5-2-死锁问题
死锁是指两个或多个线程在执行过程中，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。解决方法有：
- 避免锁的嵌套：尽量避免一个线程同时持有多个锁，减少死锁的可能性。
- 使用超时机制：在获取锁时设置一个超时时间，如果在规定时间内无法获取到锁，则放弃操作。
- 按顺序获取锁：所有线程都按照相同的顺序获取锁，避免循环等待。