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      2. Python多进程与多线程的使用场景详解

        Python中提供了多进程和多线程两种方式来实现并发操作。本文将详细讲解它们的使用场景及示例说明,以帮助你更好地选择使用方法。

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                  Python多进程与多线程的使用场景详解

                  Python中提供了多进程和多线程两种方式来实现并发操作。本文将详细讲解它们的使用场景及示例说明,以帮助你更好地选择使用方法。

                  多进程适合的场景

                  多进程主要是针对CPU密集型任务,即需要大量计算的任务。因为Python解释器的GIL(Global Interpreter Lock)机制,多线程无法充分利用多核CPU,而多进程则可以实现真正的并行计算。

                  以下是多进程适合应用的场景:

                  多核CPU计算密集型任务

                  例如图像处理、深度学习、模拟运算等任务,由于需要进行大量计算,可以利用多个CPU核心实现并行计算。

                  多IO密集型任务

                  当多个IO密集型任务需要同时进行时,可以使用多进程来实现并行执行,提高任务的执行效率。

                  以下是一个示例代码,使用多进程同时读取多个文件并计算文件中数字的和:

                  import os
                  
                  # 创建文件列表
                  file_list = ['file_1.txt', 'file_2.txt', 'file_3.txt', 'file_4.txt']
                  
                  # 创建处理函数
                  def process_file(file_name):
                      with open(file_name, 'r') as f:
                          num_sum = 0
                          for line in f:
                              num_sum += int(line.strip())
                          print(f"{file_name} sum is {num_sum}")
                  
                  # 创建进程池
                  from multiprocessing import Pool
                  pool = Pool(os.cpu_count())
                  
                  # 利用进程池并行执行任务
                  pool.map(process_file, file_list)
                  
                  # 关闭进程池
                  pool.close()
                  pool.join()
                  

                  多线程适合的场景

                  多线程主要适用于IO密集型任务,例如网络操作、文件读写等,因为这些操作会阻塞进程的IO操作,使用多个线程可以在进程阻塞时切换线程继续执行其他任务,提高任务的执行效率。

                  以下是多线程适合应用的场景:

                  多个IO密集型任务

                  一般来说,如果IO操作耗时不是很长,且需要进行大量的IO操作,使用多线程会比使用多进程更加高效。因为多线程创建和销毁的开销比较小,并且在执行IO操作时可以切换线程执行其他任务。

                  以下是一个示例代码,使用多线程同时下载多个网页并保存到本地:

                  import requests
                  import threading
                  
                  # 创建URL列表
                  url_list = ['http://www.google.com',
                              'http://www.baidu.com',
                              'http://www.qq.com',
                              'http://www.gitee.com',
                              'http://www.github.com']
                  
                  # 创建下载函数
                  def download(url):
                      r = requests.get(url)
                      file_name = f"{url.split('//')[1]}.html"
                      with open(file_name, 'wb') as f:
                          f.write(r.content)
                      print(f"{file_name} download complete")
                  
                  # 创建线程列表
                  thread_list = []
                  for url in url_list:
                      t = threading.Thread(target=download, args=(url,))
                      thread_list.append(t)
                  
                  # 启动线程
                  for thread in thread_list:
                      thread.start()
                  
                  # 等待线程完成
                  for thread in thread_list:
                      thread.join()
                  

                  以上就是Python多进程与多线程的使用场景详解及示例说明,希望通过本文能够帮助你更好地选择合适的并发操作方式。

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