Python中并行處理多個(gè)任務(wù)主要是靠：

• thread 線程
• process 進(jìn)程
• asyncio 非同步

process

將一個(gè)py 腳本放入到內(nèi)存中，程序就變成了 一個(gè)process

process 是程序運(yùn)行的實(shí)例,process 有自己的內(nèi)存，通信;不同的process之間彼此獨(dú)立

process 通常分為二種

• I/O密集型，cpu使用率較低，大量時(shí)間在等待網(wǎng)絡(luò)，用戶輸入輸出
• CPU 密集型，cpu使用率較高，在大量計(jì)算，數(shù)據(jù)分析，視頻編碼等

Thread 線程

線程是Process的最小單位，每個(gè)Process 至少有一個(gè)線程（主線程）；線程在同一個(gè)process內(nèi)共享資源，一個(gè)線程操作不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)process 崩潰。

CPU 執(zhí)行process / thread的機(jī)制

CPU 一次只能執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，為了處理多個(gè)任務(wù)，搶占式切換任務(wù)。

搶占式切換:process保留當(dāng)前狀態(tài)，開辟新的內(nèi)存空間，增加消耗，在同一個(gè)process里，thread 共享空間，所以開銷更小。

對(duì)于多核CPU ，每個(gè)核心都能處理不同的進(jìn)程。節(jié)省了大量的切換開銷。

PYTHON GIL鎖機(jī)制

在同一個(gè)process內(nèi)，GIL是一種鎖，允許任何時(shí)候只有一個(gè)線程控制 Python 解釋器。在I/O 等待場(chǎng)景，會(huì)釋放GIT鎖。

GIL 的存在是為了解決競(jìng)態(tài)問題，防止多個(gè)線程彼此大家。

asyncio 異步

asyncio 使用單一線程來處理多個(gè)任務(wù)，避免了大量上下文切換帶來的開銷

• Coroutines 把普通函數(shù)定義為協(xié)程函數(shù) 代表該函數(shù)可以暫停/恢復(fù)
• Event loop 事件循環(huán)，負(fù)責(zé)管理執(zhí)行Coroutines
• Tasks 協(xié)程具體的對(duì)象 通過asyncio.create_task()調(diào)度
• await 暫停協(xié)程的執(zhí)行

協(xié)程創(chuàng)建之后，不會(huì)自動(dòng)調(diào)用。asyncio.run（）來運(yùn)行

適合 需要大量等待的小任務(wù)場(chǎng)景

asyncio.create_task()

讓函數(shù)立即進(jìn)入隊(duì)列（不是立即執(zhí)行，等待其他函數(shù)交出控制權(quán)）create_task() 解除等待關(guān)系，把協(xié)程交給事件循環(huán)管理；只要存在 await 的讓出點(diǎn)，多個(gè)任務(wù)就可以交叉推進(jìn)

await a()
await b()
# 交叉
ta = create_task(a())
tb = create_task(b())
await ta
await tb

asyncio.to_thread

asyncio.to_thread 讓同步阻塞代碼在另一個(gè)線程運(yùn)行，從而保證事件循環(huán)線程不被阻塞。

async def main():
    print("start")
    asyncio.create_task(
        asyncio.to_thread(fetch_data)
    )
    print("end")

檢測(cè)判斷

你在 async 函數(shù)里，要調(diào)用一個(gè)函數(shù) F
│
├─ F 是 async 協(xié)程函數(shù)？
│ │
│ ├─ 是
│ │ │
│ │ ├─ 需要等 F 的結(jié)果？
│ │ │ ├─ 是 → await F()
│ │ │ └─ 否 → create_task(F())
│ │ │
│ │ └─（結(jié)束）
│ │
│ └─ 否（F 是同步阻塞函數(shù)）
│ │
│ ├─ 需要等 F 的結(jié)果？
│ │ ├─ 是 → await asyncio.to_thread(F)
│ │ └─ 否 → create_task(asyncio.to_thread(F))
│ │
│ └─（結(jié)束）

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