Python语言如何在一个单独的线程中进行快速的IO操作

2023-02-20 16:08:49 浏览数 (3)

在Python语言框架下,如果有多个设备需要进行管理,要求将一个单独的线程和对应设备之间进行IO操作,可以有如下的优化方案:

  1. 使用 Python 的 threading 模块来创建和管理多线程程序,每个线程负责与一个设备通信。
代码语言:javascript复制
# 导入 threading 和 requests 模块
 import threading
 import requests
 
 # 定义一个函数,用于在线程中执行 get 请求
 def get_request(url, proxy):
 # 创建一个代理字典,定义 http 和 https 连接
 proxies = {
 "http": proxy,
 "https": proxy,
 }
 # 使用 requests.get 方法发送 get 请求,并传入代理字典
 response = requests.get(url, proxies=proxies)
 # 打印响应状态码和内容
 print(response.status_code, response.text)
 
 # 创建两个线程对象,分别传入不同的 url 和 proxy 参数
 t1 = threading.Thread(target=get_request, args=("https://www.example.com", "http://www.16yun.cn:8080"))
 t2 = threading.Thread(target=get_request, args=("https://www.google.com", "http://www.16yun.cn:8080"))
 
 # 启动两个线程
 t1.start()
 t2.start()
 
 # 等待两个线程结束
 t1.join()
 t2.join()
 
 # 打印完成信息
 print("Done!")

2. 使用 Python 的 multiprocessing.shared_memory 模块来创建和共享一个 numpy 数组,用于存储设备的结果值,并在需要时保存到文件中。

代码语言:javascript复制
# 导入 numpy 和 multiprocessing.shared_memory 模块
 import numpy as np
 from multiprocessing import shared_memory
 
 # 导入 requests 模块
 import requests
 
 # 创建一个 numpy 数组,用于存储设备的结果值
 a = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
 
 # 创建一个共享内存对象,指定大小和名称
 shm = shared_memory.SharedMemory(create=True, size=a.nbytes, name="shm_array")
 
 # 创建一个新的 numpy 数组,使用共享内存作为缓冲区
 b = np.ndarray(a.shape, dtype=a.dtype, buffer=shm.buf)
 
 # 将原始数据复制到共享内存中
 b[:] = a[:]
 
 # 在需要时保存数组到文件中
 np.save("result.npy", b)
 
 # 在另一个进程中,使用名称来访问共享内存对象
 existing_shm = shared_memory.SharedMemory(name="shm_array")
 
 # 创建一个新的 numpy 数组,使用已存在的共享内存作为缓冲区
 c = np.ndarray(b.shape, dtype=b.dtype, buffer=existing_shm.buf)
 
 # 打印数组内容
 print(c)
 
 # 增加一个判断,当数组c等于3的时候,使用http代理向网络发起get请求
 
 if c == 3:
 # 定义代理服务器地址和端口号(根据实际情况修改)
 http_proxy = "http://www.16yun.cn:3128"
 
 # 创建一个字典,包含http协议的代理服务器信息(如果需要https或ftp协议也可以添加)
 proxies = {"http": http_proxy}
 
 # 使用requests.get方法,并传入proxies参数,向指定的url发起get请求(根据实际情况修改)
 response = requests.get("http://example.com", proxies=proxies)
 
 # 打印响应内容(根据实际情况修改)
 print(response.text)
 
 # 关闭和释放共享内存对象
 existing_shm.close()
 shm.close()
 shm.unlink()

3. 使用 threading.Lock 或 threading.RLock 来同步线程之间的访问和修改共享数组,避免数据竞争或不一致的问题。

代码语言:javascript复制
# 导入 numpy 和 threading 模块
 import numpy as np
 import threading
 
 # 导入 requests 模块
 import requests
 
 # 创建一个 numpy 数组,用于存储设备的结果值
 a = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
 
 # 创建一个锁对象,用于同步线程之间的访问和修改共享数组
 lock = threading.Lock()
 
 # 定义一个目标函数,用于在不同的线程中操作共享数组
 def target_func():
 # 使用 with 语句自动获取和释放锁
 with lock:
 # 打印当前线程的名称和共享数组的内容
 print(threading.current_thread().name, a)
 # 对共享数组进行一些修改(根据实际情况修改)
 a[0]  = 1
 
 # 增加一个判断,当数组a[0]等于1的时候,使用http代理发出get请求
 
 if a[0] == 1:
 # 定义代理服务器地址和端口号(根据实际情况修改)
 http_proxy = "http://www.16yun.cn:3128"
 
 # 创建一个字典,包含http协议的代理服务器信息(如果需要https或ftp协议也可以添加)
 proxies = {"http": http_proxy}
 
 # 使用requests.get方法,并传入proxies参数,向指定的url发起get请求(根据实际情况修改)
 response = requests.get("http://example.com", proxies=proxies)
 
 # 打印响应内容(根据实际情况修改)
 print(response.text)
 
 # 创建两个线程对象,指定目标函数和名称(根据实际情况修改)
 t1 = threading.Thread(target=target_func, name="Thread-1")
 t2 = threading.Thread(target=target_func, name="Thread-2")
 
 # 启动两个线程
 t1.start()
 t2.start()
 
 # 等待两个线程结束
 t1.join()
 t2.join()

以上是一些建议优化的方法,可以参考demo试试,看看哪种适合。

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