Python学习（12）学习线程、进程和异步IO的概念

进程

概念：

• 进程是程序的一次执行活动，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和系统资源，不同进程之间的数据不共享。

示例：

在Python中，可以通过multiprocessing模块来创建进程。以下是一个简单的示例，演示如何创建和启动进程。

import multiprocessing

def worker():
    """工作函数，模拟进程的执行"""
    print("进程正在执行...")

if __name__ == "__main__":
    # 创建进程
    process = multiprocessing.Process(target=worker)
    
    # 启动进程
    process.start()
    
    # 等待进程结束
    process.join()
    
    print("进程执行完毕")

线程

概念：

• 线程是进程中的一个执行单元，是系统进行调度的最小单位。一个进程可以包含一个或多个线程，这些线程共享进程的资源。与进程相比，线程的创建和切换开销较小。

示例：

在Python中，可以通过threading模块来创建线程。以下是一个简单的示例，演示如何创建和启动线程。

import threading

def worker():
    """工作函数，模拟线程的执行"""
    print("线程正在执行...")

if __name__ == "__main__":
    # 创建线程
    thread = threading.Thread(target=worker)
    
    # 启动线程
    thread.start()
    
    # 等待线程结束
    thread.join()
    
    print("线程执行完毕")

异步IO

概念：

• 异步IO是一种非阻塞的IO操作方式。在进行异步IO操作时，程序不会因为等待IO操作完成而阻塞，而是可以在等待过程中继续执行其他任务，从而提高了程序的并发性能和响应速度。

示例：

在Python中，可以使用asyncio库来实现异步IO。以下是一个简单的示例，演示如何使用异步IO来并发地读取多个网页的内容。

import asyncio
import aiohttp

async def fetch_content(url):
    """异步函数，用于从指定的URL地址读取内容"""
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        async with session.get(url) as response:
            content = await response.text()
            print(f"Read {len(content)} characters from {url}")

async def main():
    """主函数，用于并发地读取多个网页的内容"""
    urls = [
        "https://www.example.com",
        "https://www.example.net",
        "https://www.example.org"
    ]
    tasks = [fetch_content(url) for url in urls]
    await asyncio.gather(*tasks)  # 运行异步任务

if __name__ == "__main__":
    # 运行异步主函数
    asyncio.run(main())

总结

• 进程：独立的执行环境，拥有自己的内存空间和系统资源，不同进程之间的数据不共享。
• 线程：进程中的执行单元，共享进程的资源，线程的创建和切换开销较小。
• 异步IO：非阻塞的IO操作方式，提高程序的并发性能和响应速度。