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Python并发与多线程:IO并发(阻塞IO、非阻塞IO、IO多路复用、异步IO)

在Python中,有多种处理并发的方式,其中之一就是使用多线程进行IO并发操作。在IO操作中,有四种常见的方式:阻塞IO、非阻塞IO、IO多路复用和异步IO。

  1. 阻塞IO(Blocking IO):当执行一个IO操作时,线程会被阻塞,直到IO操作完成并返回结果。在这个过程中,线程无法执行其他操作,因此阻塞IO会导致程序的整体性能下降。

  2. 非阻塞IO(Non-blocking IO):当执行一个IO操作时,线程会立即返回,无论IO操作是否完成。如果IO操作尚未完成,线程可以继续执行其他操作,不会被阻塞。但是,线程需要不断查询IO状态,以确定IO操作是否完成。这种方式需要循环遍历所有IO操作,非常消耗CPU资源。

  3. IO多路复用(IO Multiplexing):使用一个线程监视多个IO操作的状态,然后选择就绪的IO操作进行处理。常用的IO多路复用机制有selectpollepoll。这种方式只需要一个线程,可以同时处理多个IO操作,避免了多线程的开销。

  4. 异步IO(Asynchronous IO):通过使用回调函数或协程,将IO操作交由一个线程处理,而不是阻塞当前线程。在执行IO操作时,线程可以继续执行其他操作,不会被阻塞。当IO操作完成后,被通知的线程可以处理IO结果。异步IO可以高效地处理大量的并发IO操作。

Python提供了多个库和框架来实现并发编程,包括标准库中的threading模块和第三方库如concurrent.futuresasyncio等。使用这些库可以方便地实现多线程、IO多路复用和异步IO等并发模式。

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