Python中的并行和并发是什么

并行和并发

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无论是并行还是并发，在用户看来都是'同时'运行的，不管是进程还是线程，都只是一个任务而已，真是干活的是cpu，cpu来做这些任务，而一个cpu同一时刻只能执行一个任务。

并发是伪并行，即看起来是同时运行。单个cpu+多道技术就可以实现并发，（并行也属于并发），简单的可以理解为快速在多个线程来回切换，感觉好像同时在做多个事情。

只有具备多个cpu才能实现并行，单核下，可以利用多道技术，多个核，每个核也都可以利用多道技术（多道技术是针对单核而言的）。  有四个核，六个任务，这样同一时间有四个任务被执行，假设分别被分配给了cpu1，cpu2，cpu3，cpu4，一旦任务1遇到I/O就被迫中断执行，此时任务5就拿到cpu1的时间片去执行，这就是单核下的多道技术 ，而一旦任务1的I/O结束了，操作系统会重新调用它(需知进程的调度、分配给哪个cpu运行，由操作系统说了算)，可能被分配给四个cpu中的任意一个去执行。

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多道技术：内存中同时存入多道（多个）程序，cpu从一个进程快速切换到另外一个，使每个进程各自运行几十或几百毫秒，这样，虽然在某一个瞬间，一个cpu只能执行一个任务，但在1秒内，cpu却可以运行多个进程，这就给人产生了并行的错觉，即伪并发，以此来区分多处理器操作系统的真正硬件并行（多个cpu共享同一个物理内存）。

同步执行：一个进程在执行某个任务时，另外一个进程必须等待其执行完毕，才能继续执行。

异步执行：一个进程在执行某个任务时，另外一个进程无需等待其执行完毕，就可以继续执行，当有消息返回时，系统会通知后者进行处理，这样可以提高执行效率。

举个例子，打电话时就是同步通信，发短息时就是异步通信。

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python并发编程-进程池

在利用Python进行系统管理的时候，特别是同时操作多个文件目录，或者远程控制多台主机，并行操作可以节约大量的时间。多进程是实现并发的手段之一，需要注意的问题是：

例如当被操作对象数目不大时，可以直接利用multiprocessing中的Process动态成生多个进程，十几个还好，但如果是上百个，上千个。。。手动的去限制进程数量却又太过繁琐，此时可以发挥进程池的功效。

我们就可以通过维护一个进程池来控制进程数目，比如httpd的进程模式，规定最小进程数和最大进程数..

ps： 对于远程过程调用的高级应用程序而言，应该使用进程池，Pool可以提供指定数量的进程，供用户调用，当有新的请求提交到pool中时，如果池还没有满，那么就会创建一个新的进程用来执行该请求；但如果池中的进程数已经达到规定最大值，那么该请求就会等待，直到池中有进程结束，就重用进程池中的进程。

创建进程池的类：如果指定numprocess为3，则进程池会从无到有创建三个进程，然后自始至终使用这三个进程去执行所有任务，不会开启其他进程

参数介绍：

方法介绍：

主要方法：

其他方法（了解部分）

应用：

发现：并发开启多个客户端，服务端同一时间只有3个不同的pid，干掉一个客户端，另外一个客户端才会进来，被3个进程之一处理

回调函数：

需要回调函数的场景：进程池中任何一个任务一旦处理完了，就立即告知主进程：我好了额，你可以处理我的结果了。主进程则调用一个函数去处理该结果，该函数即回调函数

我们可以把耗时间（阻塞）的任务放到进程池中，然后指定回调函数（主进程负责执行），这样主进程在执行回调函数时就省去了I/O的过程，直接拿到的是任务的结果。

如果在主进程中等待进程池中所有任务都执行完毕后，再统一处理结果，则无需回调函数

如何使用Python实现并发编程

多线程几乎是每一个程序猿在使用每一种语言时都会首先想到用于解决并发的工具（JS程序员请回避），使用多线程可以有效的利用CPU资源（Python例外）。然而多线程所带来的程序的复杂度也不可避免，尤其是对竞争资源的同步问题。

然而在python中由于使用了全局解释锁（GIL）的原因，代码并不能同时在多核上并发的运行，也就是说，Python的多线程不能并发，很多人会发现使用多线程来改进自己的Python代码后，程序的运行效率却下降了，这是多么蛋疼的一件事呀！如果想了解更多细节，推荐阅读这篇文章。实际上使用多线程的编程模型是很困难的，程序员很容易犯错，这并不是程序员的错误，因为并行思维是反人类的，我们大多数人的思维是串行（精神分裂不讨论），而且冯诺依曼设计的计算机架构也是以顺序执行为基础的。所以如果你总是不能把你的多线程程序搞定，恭喜你，你是个思维正常的程序猿：）

Python提供两组线程的接口，一组是thread模块，提供基础的，低等级（Low Level）接口，使用Function作为线程的运行体。还有一组是threading模块，提供更容易使用的基于对象的接口（类似于Java），可以继承Thread对象来实现线程，还提供了其它一些线程相关的对象，例如Timer，Lock

使用thread模块的例子

import thread

def worker():

"""thread worker function"""

print 'Worker'

thread.start_new_thread(worker)

使用threading模块的例子

import threading

def worker():

"""thread worker function"""

print 'Worker'

t = threading.Thread(target=worker)

t.start()

或者Java Style

import threading

class worker(threading.Thread):

def __init__(self):

pass

def run():

"""thread worker function"""

print 'Worker'

t = worker()

t.start()

python高并发怎么解决

某个时间段内，数据涌来，这就是并发。如果数据量很大，就是高并发

高并发的解决方法：

1、队列、缓冲区

假设只有一个窗口，陆续涌入食堂的人，排队打菜是比较好的方式

所以，排队（队列）是一种天然解决并发的办法

排队就是把人排成 队列，先进先出，解决了资源使用的问题

排成的队列，其实就是一个缓冲地带，就是 缓冲区

假设女生优先，每次都从这个队伍中优先选出女生出来先打饭，这就是 优先队列

例如queue模块的类Queue、LifoQueue、PriorityQueue（小顶堆实现）

2、争抢

只开一个窗口，有可能没有秩序，也就是谁挤进去就给谁打饭

挤到窗口的人占据窗口，直到打到饭菜离开

其他人继续争抢，会有一个人占据着窗口，可以视为锁定窗口，窗口就不能为其他人提供服务了。

这是一种锁机制

谁抢到资源就上锁，排他性的锁，其他人只能等候

争抢也是一种高并发解决方案，但是，这样可能不好，因为有可能有人很长时间抢不到

3、预处理

如果排长队的原因，是由于每个人打菜等候时间长，因为要吃的菜没有，需要现做，没打着饭不走开，锁定着窗口

食堂可以提前统计大多数人最爱吃的菜品，将最爱吃的80%的热门菜，提前做好，保证供应，20%的冷门菜，现做

这样大多数人，就算锁定窗口，也很快打到饭菜走了，快速释放窗口

一种提前加载用户需要的数据的思路，预处理 思想，缓存常用

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